Question

有一無色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等離子的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進行了四個實驗，其操作和有關現象如下圖所示：

（1）在原溶液中一定不存在的離子有

Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-

；
（2）第③個實驗中，若取原溶液的體積為100mL，滴加的NaOH溶液的物質的量濃度為0.5mol?L^-1 且生成白色沉淀的量與加入NaOH 的量有下圖所示的相互關系，則該溶液中所含陽離子的物質的量濃度為

c（Al³⁺）=0.5 mol?L^-1 c（Mg²⁺）=0.2 mol?L^-1

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）根據題干信息“無色溶液”可以判定，一定沒有有色離子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；  由①可知一定沒有K+；②中加稀鹽酸和氯化鋇溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推斷一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定沒有 CO32-；④中得到無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH4+
   （2）由圖中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀達到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀為Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根據n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1

解答：解：（1）根據題干信息“無色溶液”可以判定，一定沒有有色離子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；由①焰色反應可知一定沒有K+；+；②中加稀鹽酸和氯化鋇溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推斷一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定沒有 CO32-；④中得到無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH4+； 綜合以上分析，故答案為：Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-；
 （2）由圖中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀達到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀為Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根據n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1，故答案為  c（Al3+）=0.5  mol?L-1； c（Mg2+）=0.2  mol?L-1

點評：本題考查了焰色反應、常見的有色離子、離子的水解、離子反應的條件，Al（OH）₃的化學性質，涉及的知識點較多，若是基礎知識不扎實，恐怕難以完成．