Question

某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等離子，當向該溶液中加入某濃度的NaOH溶液時，發現生成沉淀的物質的量隨NaOH溶液體積的變化如圖所示，由此可知，該溶液中一定含有的陽離子是

 

，且各離子的物質的量之比為

 

肯定不含的陽離子是

 

．

Answer 1

分析：開始加入NaOH沒有沉淀和氣體產生，則一定有H⁺，后來有沉淀產生且最后消失，則一定沒有Mg²⁺、Fe³⁺，有Al³⁺；中間段沉淀的質量不變，應為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O的反應，則有NH₄⁺，根據離子反應發生的條件進行判斷及用相關化學方程式進行計算．

解答：解：從圖象可知，開始時無沉淀產生，說明含有H⁺，H⁺+OH^-=H₂O，該氫離子消耗NaOH溶液的體積為2體積，圖象中有一段平臺，說明加入OH^-時無沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，銨根消耗氫氧化鈉為3體積，最后溶液中無沉淀，說明溶液中不含Mg²⁺和Fe³⁺，含有Al³⁺，根據Al³⁺+3 OH^-=Al（OH）₃↓，鋁離子消耗NaOH溶液的體積為3體積，當消耗4體積的氫氧化鈉時沉淀消失，所以可得到H⁺、Al³⁺、NH₄⁺的物質的量之比為2：1：3．
故答案為：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺；2：1：3；Mg²⁺、Fe³⁺．

點評：本題考查離子的判斷和計算，題目難度中等，要求學生熟記物質的性質并靈活應用．