Question

有一未知的無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種：H⁺、NH⁺₄、K⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NO^-₃、CO^2-₃、SO^2-₄，現取三份100mL溶液進行如下實驗
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀產生．
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99g．
③第三份逐滴滴加NaOH溶液，測得沉淀與NaOH溶液的體積關系如圖．
根據上述實驗，以下推測不正確的是（　　）

• A、原溶液一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO^2-₃
• B、不能確定原溶液是否含有K⁺、NO^-₃
• C、原溶液確定含Mg²⁺、Al³⁺、NH⁺₄，且n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH⁺₄）=1：1：2
• D、實驗所加的NaOH的濃度為2 mol?L^-1

Answer 1

分析：根據無色溶液可知，有顏色的離子不能存在，一定不含Cu²⁺；
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀產生，所以推斷一定有CO₃^2-、SO₄^2-兩種離子中的一種；
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液，由圖可知，開始加入氫氧化鈉溶液就有沉淀生成，說明不含有H⁺；沉淀最大時，繼續滴加氫氧化鈉溶液，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺；圖象中有一段平臺，說明加入OH^-時無沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，說明含有銨根離子，最后溶液中有沉淀，說明溶液中含Mg²⁺，鎂離子和碳酸根離子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根離子，含有硫酸根離子；
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99g，則溶液中n（SO₄^2-）=

6.99g

233g/mol

=0.03mol．

解答：解：根據無色溶液可知，有顏色的離子不能存在，一定不含Cu²⁺；
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀產生，所以推斷一定有CO₃^2-、SO₄^2-兩種離子中的一種；
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液，由圖可知，開始加入氫氧化鈉溶液就有沉淀生成，說明不含有H⁺；沉淀最大時，繼續滴加氫氧化鈉溶液，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺；圖象中有一段平臺，說明加入OH^-時無沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，說明含有銨根離子，最后溶液中有沉淀，說明溶液中含Mg²⁺，鎂離子和碳酸根離子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根離子，含有硫酸根離子；
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99g，則溶液中n（SO₄^2-）=

6.99g

233g/mol

=0.03mol；
A．通過以上分析知，溶液中一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，故A正確；
B．當加入40mLNaOH溶液時，剩余的沉淀是Mg（OH）₂，n（Mg（OH）₂）=0.01mol，根據原子守恒知，n（Mg²⁺）=0.01mol，c（Mg²⁺）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L生成0.01molMg（OH）₂需要n（NaOH）是0.02mol，Al（OH）₃和NaOH反應生成NaAlO₂需要NaOH溶液的體積是5mL，則鋁離子和NaOH溶液反應生成Al（OH）₃沉淀時需要NaOH溶液的體積是15mL，則生成氫氧化鎂需要NaOH溶液的體積是10mL，所以c（NaOH）=

0.02mol

0.01L

=2mol/L，氫氧化鋁和NaOH溶液反應生成NaAlO₂時，結合原子守恒知，c（Al³⁺）=

2mol/L×0.005L

0.1L

=0.1mol/L，c（NH₄⁺）=

2mol/L×0.01L

0.1L

=0.2mol/L，溶液中c（SO₄^2-）=

0.03mol

0.1L

=0.3mol/L，
根據溶液中電荷守恒知，2c（Al³⁺）+c（NH₄⁺）+2（Mg²⁺）＞2c（SO₄^2-），所以溶液中還存在硝酸根離子，故B錯誤；
C．根據圖象知，35-40mL時Al（OH）₃和NaOH反應生成NaAlO₂，則0-25mL時NaOH和Mg²⁺、Al³⁺反應生成沉淀，生成NaAlO₂時需要NaOH5mL，則生成Al（OH）₃需要NaOH 15mL，則有10mLNaOH溶液和鎂離子反應，25-35mL時氫氧化鈉溶液和NH⁺₄反應生成氨水，根據使用NaOH溶液體積知，n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH⁺₄）=1：1：2，故C正確；
D．通過B知，c（NaOH）=

0.02mol

0.01L

=2mol/L，故D正確；
故選B．

點評：本題考查了離子共存、離子反應的計算等知識點，定性分析離子共存、定量分析離子的物質的量是解本題的關鍵，題目難度中等．