Question

1．有一无色溶液，含有K⁺、Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-、NO₃^-、HCO${\;}_{3}^{-}$、MnO₄^-中的几种．为确定其成分，做如下实验：①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固体，产生无色的气体3.36L（STP）和白色沉淀，再加入1mol•L^-1NaOH溶液300mL后白色沉淀全部溶解；②另取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，产生28.7g白色沉淀．下列推断正确的是（　　）

• A． 肯定有Al³⁺、Mg²⁺、NO₃^-，可能有NH₄⁺、K⁺
• B． 肯定有Al³⁺、K⁺、Cl^-，肯定没有MnO₄^-、Mg²⁺
• C． 肯定有Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、NO₃^-，一定没有HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-
• D． 该溶液可能显弱酸性，也可能显中性

Answer 1

分析 无色溶液中一定不存在有色的高锰酸根离子；
①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固体即0.1molNa₂O₂固体，产生无色无味的3.36L即0.15mol无色气体和白色沉淀，再加入NaOH溶液后白色沉淀完全溶解，则生成的白色沉淀为氢氧化铝，原溶液中一定含有Al³⁺，则一定不存在Mg²⁺、HCO₃^-；
②取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，产生28.7g白色沉淀，则沉淀为AgCl，物质的量为0.2mol，以此来解答．

解答 解：溶液无色则一定不含MnO₄^-；
①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固体，物质的量为：$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，0.1mol过氧化钠先与水反应生成0.2mol氢氧化钠和0.05mol氧气，故产生的0.15mol无色气体中含有0.05mol氧气，另外的0.1mol为NH₃，溶液中一定含NH₄⁺，且物质的量为0.1mol；此时白色沉淀出现，再加入0.3molNaOH溶液后白色沉淀全部溶解，则沉淀是氢氧化铝，即原溶液中一定含有Al³⁺，则一定无Mg²⁺、HCO₃^-，由于0.1mol铵根离子消耗0.1molNaOH溶液，故将Al³⁺转化为AlO₂^-共消耗NaOH的物质的量为0.2mol+0.3mol-0.1mol=0.4mol，根据Al³⁺～4OH^-～AlO₂^-可知，Al³⁺的物质的量为：$\frac{0.4mol}{4}$=0.1mol，则溶液中一定含有0.1molNH₄⁺、0.1molAl³⁺；一定不含有Mg²⁺、HCO₃^-（和Al³⁺不共存）；
②取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，产生28.7gAgCl沉淀即0.2mol，故溶液中一定含0.2molCl^-，根据电中性原理，一定含有NO₃^-，
所以溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-，一定不含HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-，可能含有钾离子．
A．溶液中一定无Mg²⁺，一定含有NH₄⁺，故A错误；
B．根据分析可知，无法确定是否含有K⁺，故B错误；
C．溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-，一定不含HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-，故C正确；
D．由于溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺，二者都是弱碱阳离子，在溶液中水解显酸性，不可能为中性，故D错误；
故选C．

点评 本题考查学生常见离子的检验方法，题目难度中等，明确离子的特征反应以及现象为解答关键，注意熟练掌握常见离子的性质及检验方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．