Question

某无色溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等离子中的几种，当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示．下列说法一定正确的是（　　）

• A、一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，一定不存在Na⁺、SO₄^2-、Fe³⁺
• B、一定存在H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，可能存在Na⁺、Mg²⁺
• C、溶液中c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（Mg²⁺）为1：1：1
• D、溶液中c（H⁺）：c（SO₄^2-）为2：9

Answer 1

分析：开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，后来有沉淀产生且最后减少，没有消失，则一定有Mg²⁺、Fe³⁺中的至少一种，一定有有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O的反应，则有NH₄⁺，根据离子反应发生的条件进行判断及用相关化学方程式进行计算．

解答：解：从图象可知，开始时无沉淀产生，说明含有H⁺，H⁺+OH^-=H₂O，该氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积，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，铵根消耗氢氧化钠为3体积，最后溶液中仍存在沉淀，说明溶液中含有Al³⁺，Al³⁺+3 OH^-=Al（OH）₃↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，当消耗4体积的氢氧化钠时沉淀消失，在沉淀的产生过程中，消耗3体积的氢氧化钠将铝离子沉淀，形成氢氧化铝是1mol，含有Al³⁺是1mol，所以还有2体积的氢氧化钠应该适用于镁离子的沉淀，沉淀量的最大值是2mol，所以含有Mg²⁺是1mol，所以溶液中一定含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺，一定含有的阴离子是SO₄^2-．
A、根据分析知道该溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，其他离子不能确定，故A错误；
B、根据分析知道该溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，可能存在Na⁺，一定不存在Fe³⁺，故B错误；
C、溶液中含有的H⁺、Mg²⁺、Al³⁺的物质的量均是1mol，所以浓度是相等的，即c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（Mg²⁺）为1：1：1，故C正确；
D、该溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺的物质的量分别是1mol、1mol、1mol、3mol，因为钠离子不知道是否存在，所以不能根据电荷守恒来确定硫酸根离子的物质的量，故D错误．
故选C．

点评：本题考查离子的判断和计算，题目难度中等，要求学生熟记物质的性质并灵活应用．