Question

100mL某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2﹣、SO₄^2﹣、NO₃^﹣中的几种．①若加入锌粒，会产生H₂；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。

则（1）溶液中一定含有的阳离子有         ，一定不含有的离子有         ．

（2）C→D的离子方程式为                 ．

（3）由A→B及C→D段有关数据可计算出的某两种离子的物质的量浓度分别为       mol•L^﹣1和      mol•L^﹣1

Answer

（1）（7分）①：H+、NH4+、Mg2+、Al3+；② CO32﹣、NO3﹣、Fe3+；

（2）（2分） Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；（3） （每空2分） ① 1；② 0.5

【解析】

试题分析：①向可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32﹣、SO42﹣、NO3﹣的溶液中加入锌粒，会产生H2，说明含有H+，由于H+与CO32﹣会发生反应形成CO2、H2O，因此不能存在CO32﹣；H+与NO3﹣起硝酸的作用，有强的氧化性，不能反应产生氢气，因此也不能存在NO3﹣；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，则不能含有Fe3+，根据图示当加入NaOH溶液过量时沉淀减少，但仍然存在沉淀，说明含有Mg2+、Al3+；在B、C段沉淀的质量不变，说明含有NH4+，在该段发生反应：NH4++OH-=NH3∙H2O。则（1）溶液中一定含有的阳离子有H+、NH4+、Mg2+、Al3+，一定不含有的离子有CO32﹣、NO3﹣、Fe3+．（2）在C→D的发生的反应是过量的NaOH溶液与Al(OH)3发生反应的方程式，为Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O．（3）在A→B段发生反应：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，在C→D段发生反应Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；根据C→D段反应消耗NaOH的物质的量可知n(Al3+)=n[Al (OH)3]=0.1mol，则在A→B段发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓消耗的NaOH的物质的量是0.3mol，发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓消耗的NaOH物质的量是0.4mol-0.3mol=0.1mol，则n(Mg2+)=0.1mol/2=0.05mol，根据c=n/V可得c(Mg2+)=0.05mol÷0.1L=0.5mol/L，c(Al3+)=0.1mol÷0.1L=1mol/L。

【考点定位】考查溶液成分的确定及微粒物质的量浓度的化学计算的知识。

【名师点睛】在确定溶液中微粒的存在时，要掌握微粒的物理性质，如Fe3+水溶液显黄色；Cu2+水溶液显蓝色；MnO4-水溶液显紫色；在无色溶液中就不能含有Fe3+、Cu2+、MnO4-；知道微粒的化学性质，与什么微粒会发生反应，如H+与CO32﹣会发生反应不能大量共存；H+与NO3﹣具有硝酸的强氧化性，与还原性的微粒如Fe2+、SO32-、I-会发生氧化还原反应而不能大量共存；H+与NO3﹣都存在的溶液中加入比较活泼的金属不能反应产生氢气等。OH-与NH4+、Mg2+、Al3+会发生反应而不能大量共存，当碱过量时Al3+会最终转化为AlO2-。离子之间发生的反应类型常见的有复分解反应、氧化还原反应、盐的双水解反应、络合反应。同时会根据图像显示的微粒的反应关系计算出各种微粒的物质的量，利用物质的量的有关计算公式进行相应的化学计算。