Question

某无色透明溶液只可能含有Ba²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Fe ³⁺、Cl^-、SO₄^2-离子中的几种
①该溶液的焰色反应呈紫色
②取10mL该溶液于试管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，向滤液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀产生．
③另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，当沉淀量产生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，沉淀和气体的变化关系如图所示：根据以上信息，回答下列问题：
（1）该溶液中一定含有

 

（填离子符号）；一定不含有

 

（2）实验中所用NaOH溶液的物质的量浓度

 

mol/L
（3）分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子物质的量浓度至少为

 

mol/L．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题,离子反应专题

分析：①某无色溶液一定不含Fe³⁺离子，根据焰色反应的颜色紫色判断K⁺的存在；
②取10mL该溶液于试管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，生成沉淀为BaSO₄，说明溶液中含有SO₄^2-，根据离子共存，一定不存在Ba²⁺，向滤液中加入AgNO₃溶液有沉淀产生，不能确定溶液中是否有Cl^-，因加入了氯离子；
③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，说明溶液中含有NH₄⁺，最后沉淀完全溶解．则说明溶液中含有Al³⁺；
（1）根据①②③分析解答；
（2）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；
（3）根据该溶液中焰色反应呈现紫色的离子为K⁺，根据溶液呈电中性解答．

解答： 解：（1）①溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K⁺离子，溶液呈无色，则一定不含Fe³⁺离子；
②取10mL该溶液于试管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，生成沉淀为BaSO₄，说明溶液中含有SO₄^2-，根据离子共存，一定不存在Ba²⁺，向滤液中加入AgNO₃溶液有沉淀产生，不能确定溶液中是否有Cl^-，因加入了氯离子；
③另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，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；
故答案为：K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；Fe³⁺；
（2）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=

n

V

=

0.06mol

0.06L

=lmol/L，
故答案为：lmol/L；
（3）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（1）③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；
故答案为：lmol/L；

点评：本题考查离子的推断，根据题干提供的实验现象结合离子的性质进行推断，题目难度不大．注意加入的试剂引入的离子，易当作原试剂含有的离子．