Question

15．某溶液中可能含有Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、Al³⁺，當(dāng)加入一種淡黃色固體并加熱溶液時(shí)，有刺激性氣味氣體放出和白色沉淀生成．加入淡黃色固體的物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）與析出沉淀和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量（縱坐標(biāo)）的關(guān)系如圖所示，據(jù)圖可推知溶液中含有的離子是Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，它們的物質(zhì)的量濃度之比為c（Mg²⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）=1：1：3，所加淡黃色固體是Na₂O₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 淡黃色固體加入溶液中，并加熱溶液時(shí)，有刺激性氣體放出和白色沉淀生成，則淡黃色固體為Na₂O₂，圖象實(shí)際為兩個(gè)圖合在一起，較上的是氣體，較下的是沉淀，圖象中加入8mol過(guò)氧化鈉后，沉淀的物質(zhì)的量減小，且沒(méi)有完全溶解，則溶液中一定沒(méi)有Fe²⁺和Cu²⁺，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺，由圖可知?dú)溲趸�鎂為2mol，氫氧化鋁為4mol-2mol=2mol，根據(jù)元素守恒計(jì)算Al³⁺、Mg²⁺物質(zhì)的量，加入8mol過(guò)氧化鈉之后，生成氣體減小，故加入8mol過(guò)氧化鈉時(shí)，銨根離子完全反應(yīng)，計(jì)算加入8mol過(guò)氧化鈉生成氧氣的物質(zhì)的量，再計(jì)算氨氣物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算n（NH₄⁺）．

解答 解：淡黃色固體加入溶液中，并加熱溶液時(shí)，有刺激性氣體放出和白色沉淀生成，則淡黃色固體為Na₂O₂，圖象實(shí)際為兩個(gè)圖合在一起，較上的是氣體，較下的是沉淀，圖象中加入8mol過(guò)氧化鈉后，沉淀減小，且沒(méi)有完全溶解，則溶液中一定沒(méi)有Fe²⁺和Cu²⁺，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺；加入8mol過(guò)氧化鈉之后，生成氣體減小，故加入8mol過(guò)氧化鈉時(shí)，銨根離子完全反應(yīng)，
由縱坐標(biāo)可知：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=2mol，n（Al³⁺）=4mol-n[Mg（OH）₂]=2mol．
當(dāng)n（Na₂O₂）=8mol時(shí)，由2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，可知n（O₂）=8mol×$\frac{1}{2}$=4mol，所以n（NH₄⁺）=n（NH₃）=10mol-n（O₂）=6mol，
故n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=2mol：2mol：6mol=1：1：3，
故答案為：NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺；c（Mg²⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）=1：1：3；Na₂O₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子反應(yīng)計(jì)算、化學(xué)圖象分析與判斷等至少，題目難度中等，試題綜合性很強(qiáng)，根據(jù)圖象結(jié)合離子反應(yīng)判斷含有的離子是關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．