题目内容

某无色溶液中只可能含有NH4+、K+、Al3+、Mg2+、Fe3+、Cl-、CO32-、SO42-等离子中的几种离子.
①取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液并加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生.
②另取10mL该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,沉淀的量与所加氢氧化钠溶液体积如图所示

(1)该溶液中一定含有
 
离子,一定不含有的离子有
 
(填离子的化学式);
(2)根据图中所示数据,计算实验中使用的NaOH溶液的物质的量浓度为:
 

(3)若取10mL该溶液于试管中,向其中加入适量Na2O2,若恰好反应得到无色溶液,则该过程所得气体在标况下体积为
 
L.
考点:常见阳离子的检验,常见阴离子的检验
专题:物质检验鉴别题
分析:(1)①某无色溶液一定不含Fe3+离子;
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀,生成沉淀为BaSO4,说明溶液中含有SO42-,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生,则溶液中没有Cl-;
③另取10mL该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一定量后沉淀的质量不再改变,最后沉淀又完全溶解,则沉淀的质量不变的一段时间内为铵根离子与氢氧根离子反应,说明溶液中含有NH4+,沉淀最后完全溶解,则说明溶液中含有Al3+;
(2)根据氢氧化铝沉淀的量来计算氢氧化钠的浓度;
(3)Na2O2与水反应生成NaOH,NaOH与铵根离子反应生成氨气,与Al3+反应生成偏铝酸钠,结合图中消耗的氢氧化钠来计算过氧化钠和氧气.
解答: 解:(1)①某无色溶液一定不含Fe3+离子;
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀,生成沉淀为BaSO4,说明溶液中含有SO42-,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生,则溶液中没有Cl-;
③另取10mL该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一定量后沉淀的质量不再改变,最后沉淀又完全溶解,则沉淀的质量不变的一段时间内为铵根离子与氢氧根离子反应,说明溶液中含有NH4+,沉淀最后完全溶解,则说明溶液中含有Al3+,则不含Mg2+ CO32-;
则溶液中一定含有的离子为:NH4+、Al3+、SO42-;一定不含有的离子有Cl-、Fe3+、Mg2+、CO32-;
故答案为:NH4+、Al3+、SO42-;Cl-、Fe3+、Mg2+、CO32-;
(2)由图可知当生成氢氧化铝为0.01mol时,消耗氢氧化钠为0.03L,则消耗的氢氧化钠的物质的量为0.03mol,其浓度为c=
0.03mol
0.03L
=1mol/L;
故答案为:1mol/L;
(3)若取10mL该溶液于试管中,向其中加入适量Na2O2,若恰好反应得到无色溶液,Na2O2与水反应生成NaOH,NaOH与铵根离子反应生成氨气,与Al3+反应生成偏铝酸钠,
由图可知形成澄清溶液时消耗氢氧化钠为0.06L,则其物质的量为0.06L×1mol/L=0.06mol,反应生成氨气消耗氢氧化钠为1mol/L×0.02L=0.02mol,生成的氨气为0.02mol,由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑可知,生成0.06molNaOH时,氧气为0.015mol,则该过程所得气体总物质的量为0.035,其标准状况下的体积为0.784L;
故答案为:0.784.
点评:本题考查了离子的检验、离子反应和有关物质的量的计算,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力和计算能力,注意把握常见离子的检验方法和离子的性质是解题的关键.
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