Question

某溶液中可能含有下列5种离子中的某几种：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Clˉ．为确认该溶液组成进行如下实验：①取20.0mL该溶液，加入25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液，有白色沉淀、无剌激气味气体生成．过滤、洗涤、干燥，得沉淀1.16g．再将滤液稀释至100mL，测得滤液中c（OHˉ）为0.20mol?L^-1；②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀11.48g．由此可得出关于原溶液组成的正确结论是（　　）

• A、一定含有Mg²⁺、Al³⁺、Clˉ，不含Na⁺、NH₄⁺
• B、一定含有Na⁺、Mg²⁺、Clˉ，不含NH₄⁺，可能含有Al³⁺
• C、c （Clˉ） 为 4.00 mol?L^-1，c （Al³⁺） 为1.00 mol?L^-1
• D、c （Mg²⁺） 为 1.00 mol?L^-1，c（Na⁺） 为 1.50 mol?L^-1

Answer 1

分析：①加入NaOH溶液加热，有白色沉淀产生，无刺激气味气体生成，说明原溶液中可能含有 Mg²⁺、Al³⁺；一定没有NH₄⁺；滤液中c（OH^-）=0.2mol?L^-1，证明碱过量，一定含有Mg²⁺；
②加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀11.48g，溶液中一定含有Cl^-；
氢氧化镁1.16g，物质的量是0.02mol，消耗的n（OH^-）=0.04mol，加入的氢氧化钠为0.1molmol，滤液中的n（OH^-）=0.2mol?L^-1×0.1L=0.02mol，故Al³⁺消耗了0.04mol氢氧化钠生成偏铝酸钠，n（Al³⁺）=0.01mol；生成白色沉淀14.35g是氯化银，物质的量是0.08mol，氢氧化镁有0.02mol，n（Al³⁺）=0.01mol，根据电荷守恒，n（Na⁺）=n（Cl^-）-2n（Mg²⁺）-3n（Al³⁺），进而确定离子的浓度大小即可．

解答：解：①25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液，含有0.1mol氢氧化钠；沉淀1.16g为氢氧化镁，物质的量是0.02mol，生成沉淀消耗0.04mol氢氧化钠；滤液中的n（OH^-）=0.2mol?L^-1×0.1L=0.02mol，故还有0.04mol氢氧化钠和0.01molAl³⁺反应生成了偏铝酸钠，故一定含有Mg²⁺、Al³⁺；无刺激气味气体生成，一定没有NH₄⁺；
②白色沉淀11.48是氯化银，物质的量是0.08mol，一定含有氯离子，根据电荷守恒，正电荷有：（0.02mol×2+0.01mol×3）=0.05mol；负电荷有：0.08mol，故一定含有钠离子0.03mol；
A、因为一定含有Na⁺，故A错误；
B、因为一定含有Al³⁺，故B错误；
C、c（Al³⁺）=

0.01mol

0.02L

=0.5 mol?L^-1，c（Cl^-）=

0.08mol

0.02L

=4mol/L，故C错误；
D、c（Mg²⁺）=

0.02mol

0.02L

=1.00 mol?L^-1，c（Na⁺）=

0.03mol

0.02L

=1.50 mol?L^-1；故D正确；
故选D．

点评：本题考查离子反应，特别注意运用已知离子的物质的量判定某种离子的存在的方法，本题难度中等．