Question

某无色溶液中可能含有Mg²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-等离子．现进行如下实验：①取10mL该溶液于试管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀；②另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体（必要时可加热），最后沉淀完全溶解，并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体物质的量变化如图所示．下列说法不符合事实的是（　　）

• A、根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1 mol?L^-1
• B、根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol?L^-1
• C、该溶液中NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三种离子的物质的量之比为2：1：3
• D、另取一定量该溶液滴加一定量Ba（OH）₂溶液，不可能Al³⁺和SO₄^2-同时完全沉淀

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算,常见阳离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①取10mL该溶液于试管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀，说明含有SO₄^2-；②另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体（必要时可加热），气体为氨气，最后沉淀完全溶解，说明含有铝离子，根据图象纵坐标可判断Al（OH）₃和氨气的物质的量；根据Al（OH）₃的两性可计算NaOH的浓度；通过电荷守恒判断是否含有K⁺，据此分析计算解答．

解答： 解：某无色溶液中可能含有Mg²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-等离子．现进行如下实验：①取10mL该溶液于试管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀，该沉淀为硫酸钡，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

m

M

=

6.99g

233g/mol

=0.03mol；
②另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体（必要时可加热），最后沉淀完全溶解，则说明溶液中含有Al³⁺，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，结合图象中沉淀的变化关系，知溶液中含有Al³⁺为0.01mol需OH^-为0.03mol；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O结合图象，知溶液中含有NH₄⁺为0.02mol需OH^-为0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，结合图象中沉淀的变化关系，需OH^-为0.01mol；通过电荷守恒2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（K⁺），解n（K⁺）=0.01mol，所以原溶液也一定含K⁺；
A．实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积为60mL，根据C（NaOH）=

n

V

=

0.06mol

0.06L

=lmol/L，故A正确；
B．该溶液中焰色反应呈现紫色的离子为K⁺，该溶液中一定含有K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；根据②知NH₄⁺为0.02mol，Al³⁺为0.01mol，SO₄^2-为0.03mol，若无氯离子，根据溶液呈电中性溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等，其中正电荷总数为：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K⁺）×1=0.05mol+n（K⁺），负电荷总数0.03mol×2=0.06mol，所以n（K⁺）=0.01mol，根据C=

n

V

=

0.01mol

0.01L

=lmol/L，若有氯离子，则钾离子浓度大于1mol/L，故B错误；
C．n（NH₄⁺）=0.02mol，n（Al³⁺）=0.01mol，n（SO₄^2-）=

m

M

=

6.99g

233g/mol

=0.03mol，所以该溶液中NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三种离子的物质的量之比为2：1：3，故C正确；
D．根据以上分析原溶液含n（Al³⁺）=0.01mol，n（SO₄^2-）=0.03mol，所以滴加一定量的Ba（OH）₂溶液，不能使Al³⁺和SO₄^2-同时完全沉淀，故D正确；
故选B．

点评：本题考查了离子的检验、离子反应和有关物质的量的计算，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握常见离子的检验方法和离子的性质是解题的关键．