Question

3．有一無色透明溶液，已知其中可能含有Fe³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加入一種淡黃色粉末并加熱，產(chǎn)生沉淀或氣體的物質(zhì)的量與淡黃色粉末的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示．請回答：

（1）淡黃色粉末為過氧化鈉（填名稱），溶液中肯定沒有Fe³⁺、Cu²⁺離子．
（2）當(dāng)加入0.3mol淡黃色粉末時(shí)，生成氣體成分是NH₃，O₂，物質(zhì)的量之比是（假設(shè)生成的氣體都能完全逸出）2：3．
（3）沉淀部分減少時(shí)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（4）溶液中存在的各溶質(zhì)陽離子及其物質(zhì)的量分別是Mg²⁺：0.1mol；
NH₄⁺：0.1mol；
Al³⁺：0.1mol．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺是否存在，根據(jù)圖象判斷Mg²⁺、Al³⁺是否存在，加入過氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，在0.3-0.35mol這一段內(nèi)，共溶解氫氧化鋁沉淀0.1mol，則根據(jù)Al³⁺～Al（OH）₃～[Al（OH）₄]^-，所以鋁離子的物質(zhì)的量是0.1mol，在0～0.3mol過氧化鈉這一段，生成沉淀量最大，是氫氧化鎂和氫氧化鋁的混合物，所以含有氫氧化鎂也是0.1mol，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂，所以鎂離子的物質(zhì)的量是0.1mol，根據(jù)氣體的量，當(dāng)加入0.3mol過氧化鈉時(shí)，理論上會(huì)產(chǎn)生0.15mol的氧氣，此時(shí)生成氣體共0.25mol，所以會(huì)生成0.1mol的氨氣，據(jù)此判斷即可．

解答 解：（1）淡黃色粉末是過氧化鈉，是含有鈉離子和過氧根離子的離子化合物，由于溶液透明無色，那么一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺，因?yàn)閮烧叻謩e為黃綠色和藍(lán)色，故答案為：過氧化鈉；Fe³⁺、Cu²⁺；
（2）加入過氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，在0.3-0.35mol這一段內(nèi)，共溶解氫氧化鋁沉淀0.1mol，則根據(jù)Al³⁺～Al（OH）₃～[Al（OH）₄]^-，所以鋁離子的物質(zhì)的量是0.1mol，在0～0.3mol過氧化鈉這一段，生成沉淀量最大，是氫氧化鎂和氫氧化鋁的混合物，所以含有氫氧化鎂也是0.1mol，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂，所以鎂離子的物質(zhì)的量是0.1mol，根據(jù)氣體的量，當(dāng)加入0.3mol過氧化鈉時(shí)，理論上會(huì)產(chǎn)生0.15mol的氧氣，此時(shí)生成氣體共0.25mol，所以會(huì)生成0.1mol的氨氣，根據(jù)NH₄⁺～NH₃↑，銨根離子的物質(zhì)的量為：0.1mol，故答案為：NH₃，O₂；2：3；
（3）氫氧化鋁為兩性氫氧化物，能溶于氫氧化鈉溶液，離子反應(yīng)方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）由（2）可知溶液中存在：Mg²⁺：0.1mol；NH₄⁺：0.1mol；Al³⁺：0.1mol，故答案為：Mg²⁺：0.1mol；NH₄⁺：0.1mol；Al³⁺：0.1mol．

點(diǎn)評 本題考查的是常見陽離子的檢驗(yàn)，注意各個(gè)離子的性質(zhì)，結(jié)合圖象的方式考查增加了難度，本題綜合性很強(qiáng)，難度很大．