题目内容

15．某溶液中可能含有下列5种离子中的某几种：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、Clˉ．为确认该溶液组成进行如下实验：①取20.0mL该溶液，加入25.0mL 4.00mol•L-1NaOH溶液，有白色沉淀、无剌激气味气体生成．过滤、洗涤、干燥，得沉淀1.16g．再将滤液稀释至100mL，测得滤液中c（OHˉ）为0.20mol•L-1；②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀11.48g．由此可得出关于原溶液组成的正确结论是（　　）
A．一定含有Mg2+、Al3+、Clˉ，不含Na+、NH4+
B．一定含有Na+、Mg2+、Clˉ，不含NH4+，可能含有Al3+
C．c（Clˉ）为 4.00mol•L-1，c（Al3+）为1.00 mol•L-1
D．c（Mg2+）为 1.00mol•L-1，c（Na+）为 0.50 mol•L-1

分析 ①加入NaOH溶液加热，有白色沉淀产生，无刺激气味气体生成，说明原溶液中可能含有Mg2+、Al3+；一定没有NH4+；滤液中c（OH-）=0.2mol•L-1，证明碱过量，一定含有Mg2+；
②加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀11.48g，溶液中一定含有Cl-；
氢氧化镁1.16g，物质的量是0.02mol，消耗的n（OH-）=0.04mol，加入的氢氧化钠为0.1molmol，滤液中的n（OH-）=0.2mol•L-1×0.1L=0.02mol，故Al3+消耗了0.04mol氢氧化钠生成偏铝酸钠，n（Al3+）=0.01mol；生成白色沉淀11.48g是氯化银，物质的量是0.08mol，氢氧化镁有0.02mol，n（Al3+）=0.01mol，根据电荷守恒，n（Na+）=n（Cl-）-2n（Mg2+）-3n（Al3+），进而确定离子的浓度大小即可．

解答 解：①25.0mL 4.00mol•L-1NaOH溶液，含有0.1mol氢氧化钠；沉淀1.16g为氢氧化镁，物质的量是0.02mol，生成沉淀消耗0.04mol氢氧化钠；滤液中的n（OH-）=0.2mol•L-1×0.1L=0.02mol，故还有0.04mol氢氧化钠和0.01molAl3+反应生成了偏铝酸钠，故一定含有Mg2+、Al3+；无刺激气味气体生成，一定没有NH4+；
②白色沉淀11.48是氯化银，物质的量是：$\frac{11.48}{143.5g/mol}$=0.08mol，则一定含有氯离子，根据电荷守恒，正电荷有：（0.02mol×2+0.01mol×3）=0.07mol；负电荷有：0.08mol，故一定含有钠离子0.01mol；
A、根据以上分析可知，溶液中一定存在：Na+、Mg2+、Al3+、Cl-，由于一定含有Na+，故A错误；
B、溶液中一定存在：Na+、Mg2+、Al3+、Cl-，即一定含有Al3+，故B错误；
C、c（Al3+）=$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5 mol•L-1，c（Cl-）=$\frac{0.08mol}{0.02L}$=4mol/L，故C错误；
D、c（Mg2+）=$\frac{0.02mol}{0.02L}$=1.00 mol•L-1，c（Na+）=$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.50 mol•L-1，故D正确；
故选D．

点评 本题考查离子反应的简单计算、常见离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，根据电荷守恒判断钠离子的存在为本题易错点．

练习册系列答案
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