Question

【题目】某溶液中可能含有Fe2+ 、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+。当加入1 种淡黄色固体并加热时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出的沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如图所示。

（1）淡黄色固体是__________________________。

（2）可知溶液中一定没有的离子是 ，理由是 。

（3）请解释为什么在投入8mol淡黄色固体后，产生气体的量在减少 。

（4）写出淡黄色固体加入的量为8mol到10mol之间发生的所有离子方程式 。

（5）所含离子的物质的量之比为__________________________。

Answer 1

【答案】（1）Na2O2

（2）Fe2+,Cu2+；只产生白色沉淀，Cu(OH)2是蓝色沉淀，Fe2+被Na2O2氧化为Fe3+，将会产生红褐色沉淀。

（3）8mol之后，NH4+ 被消耗完全，产生的气体只有O2。

（4）2Na2O2+2H2O＝4 Na++4OH-+O2↑，Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O

（5）1:1:3 (顺序可调换)

【解析】

试题分析：（1）淡黄色固体为Na2O2，故答案为：Na2O2；

（2）淡黄色粉末是过氧化钠，加入过氧化钠与水反应，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，当加入过量的过氧化钠时，生成白色沉淀，Cu(OH)2是蓝色沉淀，Fe2+被Na2O2氧化为Fe3+，将会产生红褐色沉淀。因此无Fe2+, Cu2+，通过图象知，在加入过量的过氧化钠的过程中，沉淀部分溶解，推断一定含有Al3+ 和Mg2+，氢氧化镁不溶于强碱，氢氧化铝是两性氢氧化物，可以溶于强碱，最终的白色沉淀的成分是氢氧化镁。溶液中一定没有的离子是Fe2+, Cu2+，理由是只产生白色沉淀，Cu(OH)2是蓝色沉淀，Fe2+被Na2O2氧化为Fe3+，将会产生红褐色沉淀，故答案为：Fe2+, Cu2+；只产生白色沉淀，Cu(OH)2是蓝色沉淀，Fe2+被Na2O2氧化为Fe3+，将会产生红褐色沉淀；

（3）在投入8mol淡黄色固体后，NH4+ 被消耗完全，产生的气体只有O2，产生气体的量逐渐减少，故答案为：NH4+ 被消耗完全，产生的气体只有O2；

（4）过氧化钠的量为8mol到10mol之间发生时过氧化钠与水反应放出氧气，同时生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠溶解氢氧化铝，使得沉淀逐渐减少，反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O＝4 Na++4OH-+O2↑，Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O，故答案为：2Na2O2+2H2O＝4 Na++4OH-+O2↑，Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O；

（5）根据a-12mol这一段，所得氢氧化镁的物质的量是2mol，所以含有镁离子其物质的量为2mol，消耗氢氧化钠4mol，即在0-8mol这一段内，共生成沉淀4mol，所以另外2mol是氢氧化铝，即铝离子的物质的量为2mol，12mol过氧化钠放出氧气6mol，根据图像，共生成气体12mol，因此铵离子与氢氧化钠的氢氧根反应生成氨气，生成6mol的氨气，所以含有铵根离子是6mol，Mg2+、Al3+、NH4+的物质的量之比为1:1:3，故答案为：1:1:3。