Question

某溶液中可能含有H⁺、K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-等離子．當向該溶液中加入一定物質的量濃度的NaOH溶液時，發現生成沉淀物質的量隨NaOH溶液的體積變化如圖所示，由此可知
（1）該溶液中肯定含有的陽離子是

H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺

，且這些陽離子的物質的量之比為

1：2：1：1

；肯定不含的陽離子離子是

Mg²⁺

．
（2）還有一種陽離子可能存在，寫出檢驗這種離子的實驗方法及現象：

焰色反應，透過藍色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色

．

Answer 1

分析：（1）根據圖象第一段，沉淀不是馬上出現，可知一定有氫離子，酸堿中和反應是一切反應的優先反應，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子，根據第三段，和氫氧化鈉反應的離子不產生沉淀，證明是銨根離子，根據坐標得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了一體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了三體積的氫氧化鈉，還有三體積的氫氧化鈉一定是被三價鐵離子消耗，所以一定含有三價鐵離子，一定不含碳酸根離子和鎂離子，即原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；依據圖象定量關系，結合反應需要的氫氧化鈉的量，計算各離子物質的量之比；
（2）綜上所述，陽離子鉀離子可能含有，依據焰色反應進行判斷．

解答：解：（1）根據圖象第一段，沉淀不是馬上出現，可知一定有氫離子，酸堿中和反應是一切反應的優先反應，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子，根據第三段，和氫氧化鈉反應的離子不產生沉淀，證明是銨根離子，根據坐標得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了一體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了三體積的氫氧化鈉，還有三體積的氫氧化鈉一定是被三價鐵離子消耗，所以一定含有三價鐵離子，一定不含碳酸根離子和鎂離子，即原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；溶液中電荷守恒判斷陰離子只能含有SO₄^2-；根據坐標得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了1體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了3體積的氫氧化鈉，還有3體積的氫氧化鈉一定是被三價鐵離子消耗，原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物質的量之比為1：1，中和氫離子用了1體積氫氧化鈉，過程中與銨根離子反應有了2體積氫氧化鈉，依據圖象中 的定量關系計算寫出物質的量之比，H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺物質的量之比為1：2：1：1，
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；1：2：1：1；Mg²⁺；
（2）根據溶液中的離子的存在情況可知道，鉀離子不一定存在，利用焰色反應分析判斷，焰色反應透過藍色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色，證明含有無紫色證明無鉀離子，
故答案為：焰色反應，透過藍色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色．

點評：本題是一道有關離子檢驗的綜合知識題目，考查角度很廣，難度較大．