Question

某無色格液中只含有NH₄⁺、K⁺ Al³⁺ Cu²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等離子中的幾種，（1）取100mL該溶液，滴加足量稀硝酸酸化的Ba（NO₃）₂溶液，過濾得到0.03mol白色沉淀
（2）另取10mL該洛液于試管中，逐滴加人NaOH溶液產生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產生氣體（必要時可加熱）．最后沉淀完全溶解．沉淀和氣體的物質的量與所加NaOH溶液體積的變化關系如圖所示（　�。�

• A、溶液中一定不含有Cu²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-可能含有K⁺
• B、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三種離子的物質的量之比為2：1：3
• C、實驗中所用的NaOH溶液的物質的量濃度為0.1mol/L
• D、只能通過焰色反應實驗來確認該溶液中是否存在K⁺

Answer 1

分析：某無色溶液一定不含Cu²⁺離子；取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.3mol白色沉淀，生成沉淀為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-；另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產生氣體，說明溶液中含有NH₄⁺，最后沉淀完全溶解．則說明溶液中含有Al³⁺，沒有Mg²⁺，
Al³⁺和CO₃^2-不能共存，故沒有CO₃^2-，因此原溶液中一定存在：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不存在 Cu²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-，根據圖象縱坐標可判斷Al（OH）₃和氨氣的物質的量；根據Al（OH）₃的兩性可計算NaOH的濃度．K⁺要根據圖象給出數據和溶液電中性計算是否含有．

解答：解：某無色溶液一定不含Cu²⁺離子；取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.3mol白色沉淀，生成沉淀為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-，物質的量為0.03mol；另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產生氣體，說明溶液中含有NH₄⁺，最后沉淀完全溶解．則說明溶液中含有Al³⁺，沒有Mg²⁺，Al³⁺和CO₃^2-不能共存，故沒有CO₃^2-，因此原溶液中一定存在：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不存在 Cu²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-，可能含K⁺．
另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產生白色沉淀，則說明溶液中含有Al³⁺，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，結合圖象中沉淀的變化關系，知溶液中含有Al³⁺為0.01mol需OH^-為0.03mol；當沉淀增加到一定量后開始產生氣體，根據NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O結合圖象，知溶液中含有NH₄⁺為0.02mol需OH^-為0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續反應，反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，結合圖象中沉淀的變化關系，需OH^-為0.01mol；實驗中使用的NaOH溶液的總物質的量為：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，結合圖象中沉淀的變化關系知此時氫氧化鈉溶液的體積為60mL，根據C=

n

V

=

0.06mol

0.06L

=lmol/L；由以上分析可知NH₄⁺為0.02mol，Al³⁺為0.01mol，SO₄^2-為0.3mol，根據溶液呈電中性溶液中陰陽離子所帶的正負電荷總數相等，其中正電荷總數為：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K⁺）×1=0.05mol+n（K⁺），負電荷總數0.03mol×2=0.06mol，所以n（K⁺）=0.01mol，故一定存在K⁺．
A．根據以上分析可知，一定含K⁺，故A錯誤；
B．根據以上分析可知，NH₄⁺為0.02mol，Al³⁺為0.01mol，SO₄^2-為0.3mol，NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三種離子的物質 的量之比為2：1：3，故B正確；
C..根據以上分析可知，氫氧化鈉的濃度為1mol/L，故C錯誤；
D..根據以上分析可知，K⁺可通過計算確定，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查離子的推斷，根據題干提供的實驗現象結合離子的性質和圖象數據進行推斷計算，題目難度較大．要靈活運用電荷守恒．