Question

有一無色透明的溶液，只可能含有NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-離子中的某幾種，現(xiàn)分別取溶液進行下列實驗：
（1）在逐滴加入1mol/L NaOH溶液的過程中未聞到刺激性氣味，隨著NaOH溶液的滴入，產(chǎn)生沉淀的量如圖所示．則溶液中一定存在的離子有：

 

，溶液中一定不存在的離子有：

 

（2）試寫出逐滴加入NaOH溶液的過程中所發(fā)生的離子方程式：
0--10mL

 

10--60mL

 

60--70mL

 

（3）如果該溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺試計算其含量（若沒有則無需填）
Mg²⁺

 

mol，Al³⁺

 

mol．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質(zhì)檢驗鑒別題,離子反應(yīng)專題

分析：（1）溶液無色透明可知不含三價鐵離子，根據(jù)圖象第一段，沉淀不是馬上出現(xiàn)，可知一定有氫離子，酸堿中和反應(yīng)是一切反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子和鎂離子，鎂離子能夠與碳酸根離子生成沉淀，一定不含碳酸根離子碳酸根離子，溶液呈酸性，一定含有陰離子硫酸根離子，鋇離子能夠與硫酸根離子反應(yīng)，所以一定不存在；（2）0--10mL，氫離子與氫氧根離子反應(yīng)；
10--60mL，鎂離子、鋁離子分別于氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀；
60--70mL，生成的氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（3）依據(jù)60--70mL，生成的氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，結(jié)合鋁原子個數(shù)守恒計算鋁離子的物質(zhì)的量，計算沉淀鋁離子消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量，依據(jù)10--60mL，鎂離子、鋁離子分別于氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，計算鎂離子的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）溶液無色透明可知不含三價鐵離子，根據(jù)圖象第一段，沉淀不是馬上出現(xiàn)，可知一定有氫離子，酸堿中和反應(yīng)是一切反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)，加入氫氧化鈉生成沉淀達到最大值時，如果有銨根離子存在，則再加氫氧化鈉沉淀量應(yīng)有一段保持不變，與圖象不符合，所以確定不含氨根離子，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子和鎂離子，鎂離子能夠與碳酸根離子生成沉淀，一定不含碳酸根離子碳酸根離子，溶液呈酸性，一定含有陰離子硫酸根離子，鋇離子能夠與硫酸根離子反應(yīng)，所以一定不存在，
所以一定存在的離子有：H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-；一定不存在的離子有：NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
故答案為：H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-；NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（2）0--10mL，氫離子與氫氧根離子反應(yīng)，離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O；
10--60mL，鎂離子、鋁離子分別于氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
60--70mL，生成的氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）依據(jù)鋁原子個數(shù)守恒結(jié)合，60--70mL，生成的氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，依據(jù)離子方程式：
 Al³⁺～Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，可知
   1              1       
   n（Al³⁺）    1mol/L×（70-60）×10^-3L
解得n（Al³⁺）=0.01mol；
沉淀鎂離子、鋁離子共消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為（60-10）×10^-3L×1mol/L=0.05mol；
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
1          3
0.01mol    n    解得n=0.03mol，所以沉淀鎂離子消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.05mol-0.03mol=0.02mol；
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
1         2
n（Mg²⁺）   0.02mol
解得n（Mg²⁺）=0.01mol；
故答案為：0.01；0.01．

點評：本題考查了離子推斷，明確各種離子的性質(zhì)、清楚圖中各段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意對鋁及其化合物性質(zhì)的把握．