Question

有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种（忽略由水电离产生的H⁺、OH^-）：H⁺、NH₄⁺、K^＋、Mg^2＋、Cu^2＋、Al³⁺、NO₃^－、CO₃^2－、SO₄^2－，现取三份100mL溶液进行如下实验： ①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生。②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图。根据上述实验，以下推测不正确的是 

A．原溶液一定不存在H⁺、Cu^2＋、CO₃^2－                  

B．不能确定原溶液是否含有K^＋、NO₃^－

C． 实验所加的NaOH的浓度为2mol·L^－1

D． 原溶液确定含Mg^2＋、Al^3＋、NH₄^＋，且n(Mg^2＋):n(Al^3＋):n( NH₄^＋)＝1:1:2

Answer

B

【解析】

试题分析：由于原溶液是无色的，所以不能含有蓝色Cu2＋离子。根据实验①证明可能含有CO32－、SO42－中的一种或两种离子；根据实验②证明可能含有CO32－、SO42－中的一种或两种离子；根据实验③证明原溶液中含有Al3＋。会发生反应：Al3＋＋3OH-＝Al(OH)3↓；当NaOH过量时，发生反应：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。由这两个离子方程式可以看出：Al3＋形成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的体积比应该是3:1，而图像显示形成沉淀消耗的NaOH体积多，说明还含有其它能与NaOH反应产生沉淀的微粒，证明是含有Mg2＋。n(Mg2＋)=0.01mol；根据体积关系可知产生0.01mol Mg(OH)2沉淀需要NaOH溶液的体积为10ml,所以0.01L×c(NaOH)÷2=0.01mol. c(NaOH)= 2mol/L. n(Al3＋)= 2mol/L×0.005mol/L=0.01mol.由于加入NaOH，立即产生沉淀，则说明溶液中无H+；由于Al3＋会与CO32－ 发生双水解反应，因此溶液中不含CO32－离子。在沉淀达到最大值后，加入NaOH，沉淀不是立刻减少，说明含有与OH-反应的微粒。根据题目提供的微粒，只能是NH4＋。n( NH4＋)= 2mol/L×0.01mol/L=0.02mol.所以n(Mg2＋):n(Al3＋):n( NH4＋)＝1:1:2。结合实验③可知与BaCl2产生沉淀的微粒是SO42－，其物质的量为n(SO42－)= 6.99 g÷233g/mol=0.03mol.在该溶液中阳离子带的正电荷总数是：0.01×2+0.01×3+0.02×1=0.07mol; SO42－带的负电荷总数为0.03mol×2=0.06mol < 0.07mol,所以根据电荷守恒可确定溶液中还含有阴离子NO3－。但是不能确定K+是否存在。综上所述，错误的选项是B。

考点：考查离子的鉴定、溶液成分的确定的知识。