Question

4．有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种（忽略由水电离产生的H⁺、OH^-）：H⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NO₃^-、CO₃^2-，现取样逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图．以下推测错误的是（　　）

• A． 原溶液一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO₃^2-
• B． 不能确定原溶液是否含有K⁺、NO₃^-
• C． 原溶液中n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=1：1：2
• D． 实验所加的NaOH溶液浓度为2mol/L

Answer 1

分析 无色溶液，不含铜离子，逐滴滴加NaOH 溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液就有沉淀生成，说明不含有H⁺；沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，说明含有铵根离子，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg²⁺，镁离子和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，由此分析解答．

解答 解：无色溶液，不含铜离子，逐滴滴加NaOH 溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液就有沉淀生成，说明不含有H⁺；沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，说明含有铵根离子，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg²⁺，镁离子和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，
A、原溶液一定不存在H⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，故A正确；
B、不含碳酸根离子，根据溶液呈电中性，所以一定含硝酸根离子，故B错误；
C、根据图象知，35-40mL时Al（OH）₃和NaOH反应生成NaAlO₂，则0-25mL时NaOH和Mg²⁺、Al³⁺反应生成沉淀，生成NaAlO₂时需要NaOH5mL，则生成Al（OH）₃需要NaOH 15mL，则有10mLNaOH溶液和镁离子反应，25-35mL时氢氧化钠溶液和NH⁺₄反应生成氨水，根据使用NaOH溶液体积知，n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH⁺₄）=1：1：2，故C正确；
D、当加入40mLNaOH溶液时，剩余的沉淀是Mg（OH）₂，n（Mg（OH）₂）=0.01mol，根据原子守恒知，n（Mg²⁺）=0.01mol，c（Mg²⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，生成0.01molMg（OH）₂需要n（NaOH）是0.02mol，Al（OH）₃和NaOH反应生成NaAlO₂需要NaOH溶液的体积是5mL，则铝离子和NaOH溶液反应生成Al（OH）₃沉淀时需要NaOH溶液的体积是15mL，则生成氢氧化镁需要NaOH溶液的体积是10mL，所以c（NaOH）=$\frac{0.02mol}{0.01L}$=2mol/L，故D正确；
故选B．

点评 本题考查了离子共存、离子反应的计算等知识点，定性分析离子共存、定量分析离子的物质的量是解本题的关键，题目难度中等．