Question

15．100mL某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的幾種．①若加入鋅粒，會產(chǎn)生H₂；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示．則（1）溶液中一定含有的陽離子有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺，一定不含有的離子有CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺．
（2）C→D的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）由A→B及C→D段有關(guān)數(shù)據(jù)可計算出的某兩種離子的物質(zhì)的量濃度分別為1mol•L^-1和0.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 加鋅產(chǎn)生無色無味氣體說明鋅與氫離子反應(yīng)生成氫氣，溶液中有大量氫離子，則沒有CO₃^2-、NO₃^-，
加氫氧化鈉產(chǎn)生白色沉淀說明不含F(xiàn)e³⁺；當(dāng)溶液中含H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、時，加入氫氧化鈉，先與氫離子反應(yīng)，再與鎂、鋁離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，再與銨根反應(yīng)得到一水合氨，再與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，對應(yīng)圖象是先在x軸上，再逐漸增大，再平行x軸，再減小，可以對照圖象求出各離子的量即可．

解答 解：根據(jù)①可知，溶液顯酸性，則溶液中一定不存在CO₃^2-和NO₃^-；
根據(jù)②可知，產(chǎn)生的是白色沉淀，說明不存在Fe³⁺；根據(jù)產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系圖可知，溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺；又因為當(dāng)沉淀達到最大值時，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀不變，這說明溶液中還存在NH₄⁺，根據(jù)溶液電中性可知，溶液中一定存在陰離子SO₄^2-；即一定含有：H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺．
（1）溶液中一定含有的陽離子有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺； 一定不含有的離子有CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺；
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺；CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺；
（2）C→D的反應(yīng)為氫氧化鋁溶于氫氧化鈉，其離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）根據(jù)圖象可知，A→B為Mg²⁺、Al³⁺與氫氧化鈉反應(yīng)，消耗氫氧化鈉為0.5mol-0.1mol=0.4mol，
C→D階段為氫氧化鈉溶解氫氧化鋁：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，消耗氫氧化鈉0.8mol-0.7mol=0.1mol，則n[Al（OH）₃]=0.1mol，根據(jù)鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=0.1mol；
則c（Al³⁺）=$\frac{n}{V}$=1mol/L；
與鎂離子反應(yīng)的氫氧化鈉為0.4mol-0.1mol×3=0.1mol，則n[Mg（OH）₂]=0.05mol，
則則c（Mg²⁺）=$\frac{n}{V}$=0.5mol/L；
故答案為：1；0.5．

點評 本題考查離子共存、反應(yīng)圖象識別以及離子反應(yīng)有關(guān)計算等，是高考中的常見題型，對學(xué)生的綜合能力提出了更高的要求，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，難度較大．