Question

9．某溶液中只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-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．则下列说法正确的是（　　）

• A． 溶液中的阳离子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺可能含有Fe³⁺
• B． 溶液中一定不含CO₃^2-和NO₃^-，一定含有SO₄^2-
• C． 溶液中c（NH₄⁺）=0.3 mol/L
• D． c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（Mg²⁺）=1：1：1

Answer 1

分析 加锌产生无色无味气体说明锌与氢离子反应生成氢气，溶液中有大量氢离子，则没有碳酸根和硝酸根离子，加氢氧化钠产生白色沉淀说明不含铁离子，当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时，加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，对应图象是先在x轴上，再逐渐增大，再平行x轴，再减小，可以对照图象求出各离子的量．

解答 解：A、据图象特点可以知道：加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，所以溶液中的阳离子一定含NH₄⁺、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故A错误；
B、加锌产生无色无味气体说明锌与氢离子反应生成氢气，溶液中有大量氢离子，则没有CO${\;}_{3}^{2-}$，因为硝酸根、氢离子与锌会反应生成刺激性的一氧化氮，故无NO₃^-，但由于溶液一定显电中性，故溶液中一定含SO₄^2-，故B正确；
C、根据图象特点可以知道：加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，根据第二段是氢氧化钠与铵根反应得到一水合氨的阶段，即NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，消耗氢氧化钠的物质的量为0.7mol-0.5mol=0.2mol，所以溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol，但由于溶液体积不明确，故溶液中的c（NH${\;}_{4}^{+}$）不明确，故C错误；
D、根据第一段是氢氧化钠中和氢离子的阶段，所以氢离子的物质的量是0.1mol，根据第四段是氢氧化铝和氢氧化钠反应的阶段，即Al（OH）₃～OH^-～[Al（OH）₄]^-，则消耗氢氧化钠的物质的量为：0.8mol-0.7mol=0.1mol，根据第二段是将铝离子和镁离子反应生成沉淀的阶段，根据Al³⁺～3OH^-～Al（OH）₃，Mg²⁺～2OH^-～Mg（OH）₂，0.1mol氢氧化铝消耗氢氧化钠的物质的量是0.3mol，所以镁离子消耗氢氧化钠的物质的量是：0.5mol-0.1mol-0.3mol=0.1mol，所以镁离子的物质的量是0.05mol，即n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.1：0.1：0.05=2：2：1，故D错误．
故选B．

点评 本题是一道关于离子反应和离子检验知识的题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．