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：溶液是无色透明的，所以不含有颜色的离子，故Cu2+水溶液是蓝色的，一定不存在；通过图象知，向溶液中加入过量的NaOH的过程中，开始滴加立刻有沉淀生成，说明不含有H+；当NaOH溶液过量时沉淀部分溶解，推断一定含有Al3+；K+不能和中学常见物质反应产生特殊现象进行判断，只能用焰色反应判断，则不能确定是否含K+；①第一份加足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生，推断含有CO32－、SO42-两种中的至少一种．因通过图象知含有Al3+；铝离子和碳酸根离子发生双水解，不能共存，所以推断一定不含有CO32－、则一定含有SO42-；②第二份加足里BaCl2 溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g，推断生成n(BaSO4）=3×10-2mol，根据元素守恒可知n(SO42-）= n(BaSO4）=3×10-2mol；③根据第三份逐滴滴加NaOH溶液产生沉淀与NaOH溶液的体积关系图，可知，一开始滴加NaOH就有沉淀生成，说明不含有H+，沉淀部分溶解，推断一定含有Al3+；图象中有一段平台，说明加入OH-时无沉淀生成，反应是NH4++OH-=NH3·H2O，有NH4+存在，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg2+，通过此实验无法判断是否含有K+。A.由上述分析可知，原溶液一定不存在H+、Cu2+、CO32－，A正确；B.原溶液确定含有Mg2+、Al3+、NH4+，由图可知，沉淀最大时是氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，且n[Mg(OH）2]+n[Al(OH）3]=0.02mol，沉淀最小时，为氢氧化镁，故n[Mg(OH）2]=0.01mol，故n[Al Al(OH）3]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根据铝元素守恒可知n(Al3+）=n[Al(OH）3]=0.01mol，根据Al3++3OH-= Al(OH）33↓，需OH-0.03mol；根据镁元素守恒可知原溶液中n(Mg2+）=n[Mg(OH）2]=0.01mol，根据Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，需OH-0.02mol；生成沉淀最大量时需OH-0.05mol，由图可知消耗Na0H25mL，所以c（NaOH ）===2mol/L；根据NH4++OH-=NH3·H2O，所以可得到NH4+的物质的量为0.01L×2mol/L=2×10-2mol，则n（Mg2+）：n(Al3+）：n(NH4+）：n(SO42-）═0.01mol：0.01mol：2×10-2mol：3×10-2mol=1：1：2：3，由电荷守恒可知1×2+1×3+2×1＞3×2，则应存在NO3-，B错误；C．由选项B的计算可知，实验所加的NaOH的浓度为2mol/L，C正确；D．由选项B的计算可知，原溶液确定含Mg2+、Al3+、NH4+，且n(Mg2+）：n(Al3+）：n(NH4+）=1：1：2，D正确。

【考点定位】考查离子共存的相关知识

【名师点睛】本题通过考查常见离子的共存及物质的量的计算，考查了学生对物质的性质及有关物质的量的计算的掌握及灵活应用能力。要求掌握的常见的阳离子有H+、Na+、K+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、Mg2＋、NH4+，常见的阴离子有SO42-、CO32-、HCO32-、Cl-、Br-、I-、OH-；在无色溶液中不能含有有色的离子，如蓝色的Cu2+、黄色的Fe3、、紫色的MnO4-、橙色的Cr2O72-在无色溶液中不能大量共存；在H+、NO3-等存在的氧化性环境中不能大量存在还原性的微粒，如Fe2+、I-、SO32-等；碱性溶液中，与OH-会发生反应形成沉淀的金属阳离子如Mg2+、Al3+及形成弱电解质的NH3∙H2O的铵根离子NH4+不能大量存在；酸性环境中与H+发生反应的弱酸根离子如CO32-、HCO32-、C6H5O-等不能大量存在；Fe3+与SCN-会发生络合反应形成Fe(SCN）3也不能大量存在；离子之间若不能发生任何反应就可以大量共存。掌握离子或物质的性质是判断离子能否大量共存的关键。掌握物质的量的有关计算公式及微粒反应时物质的量的比等于方程式的化学计量数的比的判断微粒物质的量浓度比的依据。