Question

某溶液中可能含有下列5種離子中的幾種：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-．為確認該溶液組成進行如下實驗：①取20.0mL該溶液，加入25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液加熱，有白色沉淀產生，無刺激氣味氣體生成．過濾、洗滌、干燥，得沉淀1.16g．再將濾液稀釋至200mL，測得濾液中c（OH^-）=0.1mol?L^-1；②另取20.0mL該溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀14.35g．關于原溶液組成結論正確的是（　　）

A．一定含有Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-，不含有Na⁺、NH₄⁺

B．一定含有Na⁺、Mg²⁺、Cl^-，不含有NH₄⁺、可能含有Al³⁺

C．c（Mg²⁺）為1.00 mol?L^-1，c（Na⁺）為1.50 mol?L^-1

D．c（Cl^-）為5.00 mol?L^-1，c（Al³⁺）為1.00 mol?L^-1

Answer 1

分析：①加入NaOH溶液加熱，有白色沉淀產生，無刺激氣味氣體生成，說明原溶液中可能含有 Mg²⁺、Al³⁺；一定沒有NH₄⁺；濾液中c（OH^-）=0.1mol?L^-1，證明堿過量，一定含有Mg²⁺；
②加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀14.35g，溶液中一定含有Cl^-；
A、氫氧化鎂1，16g，物質的量是0.02mol，消耗的n（OH^-）=0.04mol，剩余的n（OH^-）=0，加入的氫氧化鈉為0.1molmol，故Al³⁺消耗了0.04mol氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，n（Al³⁺）=0.01mol；生成白色沉淀14.35g是氯化銀，物質的量是0.1mol，氫氧化鎂有0.02mol，n（Al³⁺）=0.01mol，根據電荷守恒，一定含有鈉離子且n（Na⁺）=n（Cl^-）-2n（Mg²⁺）-3n（Al³⁺）=0.01mol-0.02mol×2-0.01mol×3=0.03mol；
B、原溶液中一定含有Al³⁺；
C、c（Mg²⁺）=

0.02mol

0.02L

=1.00 mol?L^-1，c（Na⁺）=

0.03mol

0.02L

=1.50 mol?L^-1；
D、c（Cl^-）=

0.1mol

0.02L

=5.00mol?L^-1；c（Al³⁺）=

0.01mol

0.02L

=0.5mol?L^-1．

解答：解：①25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液，含有0.1mol氫氧化鈉；沉淀1.16g為氫氧化鎂，物質的量是0.02mol，生成沉淀消耗0.04mol氫氧化鈉；濾液中的n（OH^-）=.1mol?L^-1×0.2L=0.02mol，故還有0.04mol氫氧化鈉和Al³⁺反應生成了偏鋁酸鈉，故一定含有Mg²⁺、Al³⁺；無刺激氣味氣體生成，一定沒有NH₄⁺；
②白色沉淀14.35g是氯化銀，物質的量是0.1mol，根據電荷守恒，正電荷有：（0.02mol×2+0.01mol×3）=0.06mol；負電荷有：0.1mol，故一定含有鈉離子0.04mol；
A、因為一定含有Na⁺，故A錯誤；
B、因為一定含有Al³⁺，故B錯誤；
C、由于c（Mg²⁺）=

0.02mol

0.02L

=1.00 mol?L^-1，c（Na⁺）=

0.03mol

0.02L

=1.50 mol?L^-1；故正確；
D、由于c（Cl^-）=

0.1mol

0.02L

=5.00mol?L^-1；c（Al³⁺）=

0.01mol

0.02L

=0.5mol?L^-1，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查離子反應，特別注意運用已知離子的物質的量判定某種離子的存在的方法，本題難度中等．