Question

有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H⁺、NH⁺₄、K⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NO^-₃、CO^2-₃、SO^2-₄，现取三份100mL溶液进行如下实验
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生．
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g．
③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图．
根据上述实验，以下推测不正确的是（　　）

• A、原溶液一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO^2-₃
• B、不能确定原溶液是否含有K⁺、NO^-₃
• C、原溶液确定含Mg²⁺、Al³⁺、NH⁺₄，且n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH⁺₄）=1：1：2
• D、实验所加的NaOH的浓度为2 mol?L^-1

Answer 1

分析：根据无色溶液可知，有颜色的离子不能存在，一定不含Cu²⁺；
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生，所以推断一定有CO₃^2-、SO₄^2-两种离子中的一种；
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液就有沉淀生成，说明不含有H⁺；沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，说明含有铵根离子，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg²⁺，镁离子和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，含有硫酸根离子；
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g，则溶液中n（SO₄^2-）=

6.99g

233g/mol

=0.03mol．

解答：解：根据无色溶液可知，有颜色的离子不能存在，一定不含Cu²⁺；
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生，所以推断一定有CO₃^2-、SO₄^2-两种离子中的一种；
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液就有沉淀生成，说明不含有H⁺；沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，说明含有铵根离子，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg²⁺，镁离子和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，含有硫酸根离子；
②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g，则溶液中n（SO₄^2-）=

6.99g

233g/mol

=0.03mol；
A．通过以上分析知，溶液中一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，故A正确；
B．当加入40mLNaOH溶液时，剩余的沉淀是Mg（OH）₂，n（Mg（OH）₂）=0.01mol，根据原子守恒知，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反应生成NaAlO₂需要NaOH溶液的体积是5mL，则铝离子和NaOH溶液反应生成Al（OH）₃沉淀时需要NaOH溶液的体积是15mL，则生成氢氧化镁需要NaOH溶液的体积是10mL，所以c（NaOH）=

0.02mol

0.01L

=2mol/L，氢氧化铝和NaOH溶液反应生成NaAlO₂时，结合原子守恒知，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，
根据溶液中电荷守恒知，2c（Al³⁺）+c（NH₄⁺）+2（Mg²⁺）＞2c（SO₄^2-），所以溶液中还存在硝酸根离子，故B错误；
C．根据图象知，35-40mL时Al（OH）₃和NaOH反应生成NaAlO₂，则0-25mL时NaOH和Mg²⁺、Al³⁺反应生成沉淀，生成NaAlO₂时需要NaOH5mL，则生成Al（OH）₃需要NaOH 15mL，则有10mLNaOH溶液和镁离子反应，25-35mL时氢氧化钠溶液和NH⁺₄反应生成氨水，根据使用NaOH溶液体积知，n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH⁺₄）=1：1：2，故C正确；
D．通过B知，c（NaOH）=

0.02mol

0.01L

=2mol/L，故D正确；
故选B．

点评：本题考查了离子共存、离子反应的计算等知识点，定性分析离子共存、定量分析离子的物质的量是解本题的关键，题目难度中等．