Question

某無色溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等離子中的幾種，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溶液的體積變化如圖所示．下列說法一定正確的是（　　）

• A、一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，一定不存在Na⁺、SO₄^2-、Fe³⁺
• B、一定存在H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，可能存在Na⁺、Mg²⁺
• C、溶液中c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（Mg²⁺）為1：1：1
• D、溶液中c（H⁺）：c（SO₄^2-）為2：9

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減少，沒有消失，則一定有Mg²⁺、Fe³⁺中的至少一種，一定有有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1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，最后溶液中仍存在沉淀，說明溶液中含有Al³⁺，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，在沉淀的產生過程中，消耗3體積的氫氧化鈉將鋁離子沉淀，形成氫氧化鋁是1mol，含有Al³⁺是1mol，所以還有2體積的氫氧化鈉應該適用于鎂離子的沉淀，沉淀量的最大值是2mol，所以含有Mg²⁺是1mol，所以溶液中一定含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺，一定含有的陰離子是SO₄^2-．
A、根據分析知道該溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，其他離子不能確定，故A錯誤；
B、根據分析知道該溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，可能存在Na⁺，一定不存在Fe³⁺，故B錯誤；
C、溶液中含有的H⁺、Mg²⁺、Al³⁺的物質的量均是1mol，所以濃度是相等的，即c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（Mg²⁺）為1：1：1，故C正確；
D、該溶液中一定存在H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺的物質的量分別是1mol、1mol、1mol、3mol，因為鈉離子不知道是否存在，所以不能根據電荷守恒來確定硫酸根離子的物質的量，故D錯誤．
故選C．

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．