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.

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