Question

某溶液中可能含有Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、Al³⁺中的一种或几种．当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，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）与析出沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系，如图所示．请填写下列空白：
（1）在该溶液中含有的离子是

 

，它们的物质的量浓度之比为

 

．
（2）所加的淡黄色固体是

 

（化学式）．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na₂O₂，图象实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀，图象中加入8mol过氧化钠后，沉淀减小，且没有完全溶解，则溶液中一定没有Fe²⁺和Cu²⁺，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺，由图可知氢氧化镁为2mol，氢氧化铝为4mol-2mol=2mol，根据元素守恒计算Al³⁺、Mg²⁺物质的量，加入8mol过氧化钠之后，生成气体减小，故加入8mol过氧化钠时，铵根离子完全反应，计算加入8mol过氧化钠生成氧气的物质的量，再计算氨气物质的量，进而计算n（NH₄⁺）．

解答： 解：淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na₂O₂，图象实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀，图象中加入8mol过氧化钠后，沉淀减小，且没有完全溶解，则溶液中一定没有Fe²⁺和Cu²⁺，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺，加入8mol过氧化钠之后，生成气体减小，故加入8mol过氧化钠时，铵根离子完全反应，
（1）由纵坐标可知：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=2mol，n（Al³⁺）=4mol-n[Mg（OH）₂]=2mol．
当n（Na₂O₂）=8mol时，由2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，可知n（O₂）=8mol×

1

2

=4mol，所以n（NH₄⁺）=n（NH₃）=10mol-n（O₂）=6mol，
故n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=2mol：2mol：6mol=1：1：3，
故答案为：NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺；n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=1：1：3；
（2）由上述分析可知，淡黄色固体为：Na₂O₂，故答案为：Na₂O₂．

点评：本题考查无机离子推断、化学图象计算等，综合性很强，根据图象结合离子反应判断含有的离子是关键，难度很大，注意开始阶段加热，会生成氨气逸出．