题目内容
【题目】某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。
阳离子 | Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+ |
阴离子 | SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32- |
实验I ：取少量该试液进行如下实验。
实验Ⅱ：为了进一步确定该溶液的组成，取100 mL原溶液，向该溶液中滴加1 mol L-l的NaOH溶液，产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）不进行实验就可以推断出，上表中的离子一定不存在的有___________种，沉淀Z的化学式____________。
（2）检验气体X的方法是______________________；
（3）写出实验Ⅱ的图象中BC段对应的离子方程式：_____________________________。
（4）A点对应的固体质量为__________g。
（5）通过实验I可以确定该溶液中一定存在的阴离子是_______________，推算该溶液中阴离子的浓度为_________mol L-l，检验该阴离子的方法是：_____________________。
【答案】4 Mg(OH)2 使湿润的红色石蕊试纸变蓝（或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冐白烟 Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O 0.136 NO3－ 0.08 取液，加入铜片，再加少量浓硫酸，有无色气体产生，在空气中变为红棕色。
【解析】
溶液无色，则不存在有色离子，即亚铁离子、高锰酸根离子；溶液显酸性，则不存在硅酸根离子和亚硫酸根离子；该溶液与硝酸银溶液混合后无沉淀生成，则不存在氯离子，因此一定含有硝酸根离子；该溶液与稀硫酸反应得不到沉淀，说明不存在钡离子，所得溶液与过量的氢氧化钠溶液混合生成气体X、溶液Y和沉淀Z，X是氨气，一定含有铵根离子；沉淀一定是氢氧化镁，含有镁离子；根据图像可知开始时氢氧化钠首先中和氢离子，然后沉淀金属阳离子，沉淀达到最大值后开始与铵根结合生成氨气，然后沉淀开始减少，最后不再发生变化，所以溶解的沉淀一定是氢氧化铝，含有铝离子。
（1）根据分析可知不进行实验就可以推断出表中的离子一定不存在的有4种，即亚铁离子、硅酸根离子、高锰酸根离子和亚硫酸根离子，根据分析可知沉淀Z的化学式为
；
（2）氨气是碱性气体，检验氨气的方法是用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X，试纸变蓝，则说明X为氨气；
（3）实验Ⅱ的图象中BC段发生氢氧化铝的溶解，对应的离子方程式为
；
（4）A点消耗氢氧化钠6mL，与金属阳离子反应的氢氧化钠是5mL，物质的量为0.005mol。溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠是1mL，物质的量是0.001mol，所以生成的氢氧化铝是0.001mol，则与镁离子反应的氢氧化钠是0.002mol，氢氧化镁是0.001mol，所以对应的固体质量为
；
（5）通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是硝酸根离子；
与氢离子反应的氢氧化钠是1mL，物质的量是0.001mol，即氢离子是0.001mol；与铵根反应的氢氧化钠是2mL，物质的量是0.002mol，即铵根是0.002mol，根据溶液显电中性可知硝酸根的物质的量是
，所以该溶液中阴离子的浓度为
；
检验硝酸根离子的方法，可通过其在酸性条件下具有的强氧化性来实现，取液，加入铜片，再加少量浓硫酸，有无色气体产生，在空气中变为红棕色，则证明溶液中存在硝酸根。
