题目内容

2．有一透明溶液，已知其中可能含有的离子为：Mg2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、NH4+、K+、Cl-、HCO3-、SO42-．当加入一种淡黄色粉末状固体物质时，有刺激性气味的混合气体放出，同时生成白色沉淀．当加入0.4mol淡黄色粉末时，共收集到0.3mol混合气体，且此时生成的沉淀最多．此后继续加入淡黄色粉末时，沉淀量逐渐减少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol减少至0.2mol，再加入粉末后，沉淀就不再减少．由此实验现象及数据判断：
（1）淡黄色粉末的名称为过氧化钠；
（2）溶液中肯定有NH4+、Al3+、Mg2+离子，肯定没有Cu2+、Fe2+、HCO3-离子，可能有K+、Cl-、SO42-离子；
（3）写出下列反应方程式：
①淡黄粉末与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
②产生刺激性气味气体的离子方程式NH4++OH-=NH3↑+H2O；
③加入淡黄色粉末的物质的量由0.4mol至0.45mol时，沉淀部分消失，反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）溶液中阳离子的物质量之比为（H+及没有确定的离子除外）1：2：1．

分析 有一透明溶液已知其中可能含有Mg2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、NH4+、K+、Cl-、HCO3-、SO42-．当加入一种淡黄色粉末状固体物质时，有刺激性气味的混和气体放出，同时生成白色沉淀，说明溶液中一定不含有Cu2+、Fe2+，推断淡黄色固体粉末为过氧化钠，与水反应生成氢氧化钠和氧气，刺激性气味的混和气体为NH3和O2，说明含有NH4+，当加入0.4mol淡黄色粉末时，共收集到0.3mol混和气体，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，OH-+NH4+=NH3•H2O，则生成氧气为0.2mol，生成氨气为0.1mol，所以生成氢氧化钠和铵根反应的为0.1mol，生成沉淀反应的氢氧化钠物质的量为0.7mol，且此时生成的沉淀最多．此后继续加入淡黄色粉末时，沉淀量逐渐减少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol减少至0.2mol，证明一定含有Al3+，说明溶液中一定不含有HCO3-，且Al3+物质的量为0.1mol，Mg2+为0.2mol，生成沉淀为Mg（OH）2，则原溶液中一定含有Mg2+、Al3+、NH4+、一定不含有Cu2+、Fe2+、HCO3-，可能含有K+、Cl-、SO42-中的一种或几种，以此解答该题．

解答 解：有一透明溶液已知其中可能含有Mg2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、NH4+、K+、Cl-、HCO3-、SO42-．当加入一种淡黄色粉末状固体物质时，有刺激性气味的混和气体放出，同时生成白色沉淀，说明溶液中一定不含有Cu2+、Fe2+，推断淡黄色固体粉末为过氧化钠，与水反应生成氢氧化钠和氧气，刺激性气味的混和气体为NH3和O2，说明含有NH4+，当加入0.4mol淡黄色粉末时，共收集到0.3mol混和气体，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，OH-+NH4+=NH3•H2O，则生成氧气为0.2mol，生成氨气为0.1mol，所以生成氢氧化钠和铵根反应的为0.1mol，生成沉淀反应的氢氧化钠物质的量为0.7mol，且此时生成的沉淀最多．此后继续加入淡黄色粉末时，沉淀量逐渐减少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol减少至0.2mol，证明一定含有Al3+，说明溶液中一定不含有HCO3-，且Al3+物质的量为0.1mol，Mg2+为0.2mol，生成沉淀为Mg（OH）2，则原溶液中一定含有Mg2+、Al3+、NH4+、一定不含有Cu2+、Fe2+、HCO3-，可能含有K+、Cl-、SO42-中的一种或几种，
（1）淡黄色粉末的名称为过氧化钠，
故答案为：过氧化钠；
（2）依据分析判断原溶液中一定含有Mg2+、Al3+、NH4+、一定不含有Cu2+、Fe2+、HCO3-，溶液电中性可知，可能含有K+、Cl-、SO42-中的一种或几种，
故答案为：NH4+、Al3+、Mg2+；Cu2+、Fe2+、HCO3-； K+、Cl-、SO42-；
（3）①淡黄粉末与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
②产生刺激性气味气体的离子方程式OH-+NH4+=NH3↑+H2O，故答案为：OH-+NH4+=NH3↑+H2O；
③加入淡黄色粉末的物质的量由0.4mol至0.45mol时，沉淀部分消失是氢氧化铝溶解于氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑； ②NH4++OH-=NH3↑+H2O； ③Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）由以上分析可知溶液中阳离子的物质量之比为n（NH4+）：n（Mg2+）：n（Al3+）=0.1mol：0.2mol：0.1mol=1：2：1，
故答案为：NH4+：Mg2+：Al3+=0.1：0.2：0.1=1：2：1．

点评 本题考查无机离子推断、反应的定量计算等，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目综合性很强，根据离子反应、离子性质的特征和定量关系计算判断含有的离子是关键，难度很大，注意开始阶段加热，会导致氨气逸出．

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