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20.某溶液中可能含有H+、NH${\;}_{4}^{+}$、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$、NO${\;}_{3}^{-}$中的几种.①若加入锌粒,产生无色无味的气体;②若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示.则下列说法不正确的是(  )
A.溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH${\;}_{4}^{+}$
B.溶液中n(NH${\;}_{4}^{+}$)=0.2 mol
C.溶液中一定不含CO${\;}_{3}^{2-}$和NO${\;}_{3}^{-}$,可能含有SO${\;}_{4}^{2-}$
D.n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=2:2:1

分析 若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体,说明气体是氢气,因此溶液显酸性,则CO32-和NO3-不能大量共存;加入NaOH溶液,产生白色沉淀,说明不存在铁离子;根据产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系图可知,溶液中一定含有Mg2+、Al3+;又因为当沉淀达到最大值时,继续进入氢氧化钠,沉淀不变,这说明溶液中还存在NH4+,由于溶液中还必须存在阴离子,所以一定还有SO42-.结合图象中各阶段消耗的氢氧化钠,计算溶液中n(H+)、n(Mg2+)、n(Al3+)、n(NH4+),据此解答.

解答 解:若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体,说明气体是氢气,因此溶液显酸性,则CO32-和NO3-不能大量共存;
加入NaOH溶液,产生白色沉淀,说明不存在Fe3+;根据产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系图可知,溶液中一定含有Mg2+、Al3+;又因为当沉淀达到最大值时,继续进入氢氧化钠,沉淀不变,这说明溶液中还存在NH4+,由于溶液中还必须存在阴离子,所以一定还有SO42-
由图象可知,第一阶段为氢离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.1mol,则n(H+)=0.1mol;
第三阶段为铵根离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol,则n(NH4+)=0.2mol;
最后阶段为氢氧化钠溶解氢氧化铝,消耗氢氧化钠0.8mol-0.7mol=0.1mol,则n[Al(OH)3]=0.1mol,根据铝元素守恒可知n(Al3+)=0.1mol;
第二阶段为氢氧化钠沉淀镁离子、铝离子,共消耗氢氧化钠为0.5mol-0.1mol=0.4mol,则n(Mg2+)=(0.4mol-0.1mol×3)÷2=0.05mol,
A.由上述分析可知,溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+、NH4+,故A错误;
B.由上述分析可知,溶液中n(NH4+)=0.2mol,故B正确;
C.由上述分析可知,溶液中一定不含CO32-、NO3-,一定含有SO42-,故C错误;
D.由上述分析可知,溶液中n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=0.1mol:0.1mol:0.05mol=2:2:1,故D错误,
故选B.

点评 本题考查离子共存、反应图象识别以及离子反应有关计算等,是高考中的常见题型,对学生的综合能力提出了更高的要求,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,难度较大.

练习册系列答案
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11.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:①CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2=CH2,②CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br可能存在的主要副反应有:①乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3);②浓硫酸将乙醇脱水碳化.
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
    乙醇1,2-二溴乙烷    乙醚
    状态  无色液体   无色液体  无色液体
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸点/℃    78.5    132    34.6
  熔点/℃    一l30    9-1l6
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是d;(填正确选项前的字母)
a.引发反应   b.加快反应速度  c.防止乙醇挥发  d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)
a.水    b.浓硫酸       c.氢氧化钠溶液       d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用b洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水    b.氢氧化钠溶液    c.碘化钠溶液    d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用蒸馏的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.

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