Question

1．某无色透明溶液，可能含有下列离子：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、H⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-、CO₃^2-．取该溶液进行如下实验：
①取溶液少许，滴入AgNO₃溶液产生白色沉淀；
②另取溶液少许，滴入BaCl₂溶液产生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解；
③另取原溶液500mL，加入过氧化钠固体，产生的沉淀的物质的量与加入过氧化钠的物质的量的关系如图所示．

根据实验现象和数据分析，回答下列问题：
（1）de段发生的反应的离子方程式是4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆开写成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液中肯定存在的离子是H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-（用离子符号表示）；
（3）溶液中可能存在的离子是Cl^-（用离子符号表示）；
（4）原溶液中金属阳离子的浓度分别为c（Mg²⁺）=0.8mol•L^-1，c（Al³⁺）=0.4mol•L^-1；
（5）请在答题卡对应图上画出加入过氧化钠从0～1.1mol时，产生气体的物质的量随加入过氧化钠物质的量变化的曲线（假设生成的气体全部逸出）．

Answer 1

分析 无色溶液中一定不存在有色离子Fe³⁺，
①取溶液少许，滴入AgNO₃溶液产生白色沉淀，原溶液中可能含有SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-；
②取溶液少许，滴入BaCl₂溶液产生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，根据离子共存，一定不存在Ba²⁺；
③根据图象可知，加入过氧化钠固体，立刻生成气体，开始时没有沉淀，说明一定含有H⁺，之后沉淀逐渐增加，当加入0.8-0.9mol过氧化钠时没有沉淀生成，说明此时参加反应的离子为NH₄⁺，之后沉淀部分溶解，溶解的沉淀为氢氧化铝，证明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；根据离子共存可知，一定不存在HCO₃^-，以此解答该题．

解答 解：无色溶液中一定不存在有色离子Fe³⁺，
①取溶液少许，滴入AgNO₃溶液产生白色沉淀，原溶液中可能含有SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-；
②取溶液少许，滴入BaCl₂溶液产生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，根据离子共存，一定不存在Ba²⁺；
③根据图象可知，加入过氧化钠固体，立刻生成气体，开始时没有沉淀，说明一定含有H⁺，之后沉淀逐渐增加，当加入0.8-0.9mol过氧化钠时没有沉淀生成，说明此时参加反应的离子为NH₄⁺，之后沉淀部分溶解，溶解的沉淀为氢氧化铝，证明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；根据离子共存可知，一定不存在HCO₃^-，
（1）de段沉淀的质量减少，为氢氧化铝与氢氧化钠的反应，因加入的为过氧化钠，则反应的方程式为4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆开写成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆开写成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由以上分析可知溶液中肯定存在的离子是H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-，故答案为：H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-；
（3）溶液中可能存在的离子是Cl^-，故答案为：Cl^-；
（4）由图象可知n（Mg（OH）₂）=0.4mol，n（Al（OH）₃）=0.2mol，
则c（Mg²⁺）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol•L^-1；c（Al³⁺）=$\frac{0.2mol}{0.5L}$=0.4mol•L^-1，
故答案为：c（Mg²⁺）=0.8mol•L^-1，c（Al³⁺）=0.4mol•L^-1；
（5）过氧化钠与水反应生成氧气和氢氧化钠，发生2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，由图象可知，0～0.8mol、0.9～1.1mol只有氧气，而0.8～0.9mol之间既有氧气又有氨气，且0.1mol过氧化钠生成0.2mol氢氧化钠，则生成0.2mol氨气，图象为，
故答案为：．

点评 本题考查以常见离子的检验为载体考查无机物的推断，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，正确分析图象曲线变化是解答本题关键，试题培养了学生的分析、理解能力．