Question

11．某溶液可能含有如表离子

阳离子	H+、K+、Al3+、NH4+、Mg2+
阴离子	SO42-、OH-

将Na₂O₂逐渐加入到上述溶液并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na₂O₂的物质的量的关系如图．
提示：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃+H₂O
请回答下列问题：
（1）产生的气体是NH₃和O₂．
（2）上述溶液中一定存在的离子是H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．图中横坐标字母c=9mol．
（3）加Na₂O₂固体到bmol时所得沉淀的化学式Mg（OH）₂和Al（OH）₃．
（4）用离子方程式表示加Na₂O₂固体到amol前没有出现沉淀的原因2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑．
（5）检验溶液中还可能大量含有的离子，其具体操作是用铂丝蘸蘸取溶液在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若呈紫色，则证明有K⁺，反之，则证明没有K⁺．

Answer 1

分析 根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg²⁺和Al³⁺，所以一定不含OH^-，加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以根据电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，钾离子不能确定是否存在，
（1）根据以上分析判断；
（2）根据分析判断溶液中的离子；当过氧化钠物质的量为c时，沉淀减少2mol，发生的反应Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，据此计算氢氧化钠的物质的量和过氧化钠的物质的量，然后求出c；
（3）生成的沉淀有两种，Mg（OH）₂和Al（OH）₃；
（4）图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺；
（5）钾离子不能确定是否存在，可以用焰色反应检验．

解答 解：根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg²⁺和Al³⁺，所以一定不含OH^-，加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以根据电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，钾离子不能确定是否存在，
（1）根据以上分析可知，产生的气体是NH₃和O₂；故答案为：O₂；
（2）由分析可知溶液中存在的离子有：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-；当过氧化钠物质的量为c时，沉淀减少2mol，即Al（OH）₃为2mol，发生的反应Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，则消耗的NaOH为2mol，所以过氧化钠为1mol，则c=8+1=9；
故答案为：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-；9；
（3）加Na₂O₂固体到bmol时所得的沉淀有两种，Mg（OH）₂和Al（OH）₃；故答案为：Mg（OH）₂和Al（OH）₃；．
（4）图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，发生的反应的离子方程式为：2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑；
故答案为：2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑；
（5）钾离子不能确定是否存在，可以用焰色反应检验，具体操作是用铂丝蘸蘸取少量溶液在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若呈紫色，则证明有K⁺，反之，则证明没有K⁺，
故答案为：用铂丝蘸蘸取少量溶液在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若呈紫色，则证明有K⁺，反之，则证明没有K⁺．

点评 本题考查了常见的离子检验方法、离子方程式的书写，题目难度中等，注意掌握常见的离子检验方法，能够根据描述的反应现象判断存在的离子，注意掌握氢氧化铝的两性及反应的方程式．