题目内容

7．某溶液A中可能含有NH4+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、Cl-、SO42-中的几种离子，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol．L-1．现取该溶液进行如图1实验：

（1）溶液A中一定不存在的离子为Fe3+、Fe2+、CO32-（填离子符号）．
（2）溶液A中加入（NH4）2CO3，生成白色沉淀甲和气体甲的原因是CO32-与Al3+的水解反应相互促进从而生成Al（OH）3沉淀和CO2气体．
（3）白色沉淀乙的成分为BaCO3、BaSO4（填化学式）．
（4）为了进一步确定溶液A中是否含有NH4+，另取10ml该溶液，向其中滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积的变化如图2所示．据图回答：
①溶液A中含有（填“含有”或“不含有”）NH4+
②所加NaOH溶液的物质的量浓度为0.2mol．L-1
③若在A溶液中改加10ml0.2mol．L-1Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.002mol．

分析 某溶液A中可能含有NH4+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、Cl-、SO42-中的几种离子，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol/L，
向溶液中加入过量的（NH4）2CO3溶液，生成的无色气体甲为CO2，生成的白色沉淀甲是CO32-和溶液中的弱碱阳离子双水解生成的，由于生成的沉淀为白色，故此弱碱阳离子为Al3+，还能说明溶液中不含Fe3+、Fe2+；
向溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液，生成的气体乙为NH3，由于前面加入的过量的（NH4）2CO3溶液能引入NH4+，故不能确定原溶液中含NH4+；
前面加入的过量的（NH4）2CO3溶液能引入CO32-，故生成的白色沉淀乙一定含BaCO3；
向溶液乙中加铜和硫酸，有遇气体丙生成，说明溶液中含NO3-；
综上分析可知，溶液中一定无CO32-、Fe3+、Fe2+，一定含0.1mol/L H+、0.1mol/LAl3+、0、1mol/LNO3-，由于溶液必须显电中性，故溶液中一定含Cl-、SO42-，据此进行解答（1）（2）（3）；
（4）①氢氧化铝溶解前铵根离子优先结合氢氧根离子，沉淀达到最大量时氢氧化铝没有溶解，证明溶液中含有铵根离子；
②根据铝离子的物质的量计算出氢氧化钠溶液的浓度；
③根据氢氧化钡的物质的量及铝离子、碳酸根离子、硫酸根离子的物质的量进行计算生成沉淀的总物质的量．

解答 解：某溶液A中可能含有NH4+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、Cl-、SO42-中的几种离子，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol/L，
向溶液中加入过量的（NH4）2CO3溶液，生成的无色气体甲为CO2，生成的白色沉淀甲是CO32-和溶液中的弱碱阳离子双水解生成的，由于生成的沉淀为白色，故此弱碱阳离子为Al3+，还能说明溶液中不含Fe3+、Fe2+；
向溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液，生成的气体乙为NH3，由于前面加入的过量的（NH4）2CO3溶液能引入NH4+，故不能确定原溶液中含NH4+；
前面加入的过量的（NH4）2CO3溶液能引入CO32-，故生成的白色沉淀乙一定含BaCO3；
向溶液乙中加铜和硫酸，有遇气体丙生成，说明溶液中含NO3-；
综上分析可知，溶液中一定无CO32-、Fe3+、Fe2+，一定含0.1mol/L H+、0.1mol/LAl3+、0、1mol/LNO3-，由于溶液必须显电中性，故溶液中一定含Cl-、SO42-，
（1）根据分析可知，溶液A中一定不存在的离子为Fe3+、Fe2+、CO32-，
故答案为：Fe3+、Fe2+、CO32-；
（2）溶液A中加入（NH4）2CO3，CO32-与Al3+的水解反应相互促进从而生成Al（OH）3沉淀和CO2气体，
故答案为：CO32-与Al3+的水解反应相互促进从而生成Al（OH）3沉淀和CO2气体；
（3）白色沉淀乙中一定含有BaCO3、BaSO4沉淀，
故答案为：BaCO3、BaSO4 ；
（4）①当沉淀达到最大值时，再加入氢氧化钠溶液后沉淀没有立刻溶解，此时铵根离子与氢氧根离子反应，说明溶液中一定含有NH4+，
故答案为：含有；   
②10mL原溶液中含有铝离子的物质的量为：0.1mol/L×0.01L=0.001mol，0.001mol铝离子完全反应消耗氢氧化钠的物质的量为0.003mol，根据图象可知，铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠溶液的体积为15mL，
则氢氧化钠溶液的浓度为：$\frac{0.003mol}{0.015L}$=0.2mol/L，
故答案为：0.2；
 ③若在A溶液中改加10ml0.2mol．L-1Ba（OH）2溶液，含有氢氧化钡的物质的量为：0.2mol/L×0.01L=0.002mol，0.002mol氢氧化钡溶液中含有0.004mol氢氧根离子和0.002mol钡离子，
10mLA溶液中含有铵根离子的物质的量为0.001mol，含有硫酸根离子和碳酸根离子的物质的量分别为0.001mol，则向10mLA溶液中加入0.002mol氢氧化钡溶液后生成沉淀为0.001mol氢氧化铝和0.001mol硫酸钡或碳酸钡沉淀，生成沉淀的总物质的量为0.002mol，
故答案为：0.002．

点评 本题考查了无机推断及常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，注意掌握常见离子的经验方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
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注：KNO3固体容易受热分解；HNO3易挥发．
（1）沉淀A的主要成分是BaSO4、BaCO3（填化学式）．
（2）②中反应的化学方程式是AgNO3+KCl═AgCl↓+KNO3．
（3）③进行的实验操作是过滤（填操作名称）．
（4）③加入过量的K2CO3溶液的目的是Ba2+、Ag+．
（5）为了除去溶液3中的杂质，可向其中加入适量的稀硝酸．
从此溶液获得KNO3晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
17．现有0.05mol•L-1 CH3COOH溶液500mL，若加500mL水或加入部分CH3COONa晶体时，都会引起（　　）
A．溶液的pH增大B．CH3COOH的电离程度增大
C．溶液的导电能力减小D．溶液的c （OH-）减小

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