Question

某混合溶液中，可能大量含有的离子如下表：

阳离子	H^+、K^+、Al^3+、NH4^+、Mg^2+
阴离子	OH^-、SO4^2-、CO3^2-、AlO2^-

将Na₂O₂逐渐加入到上述混合溶液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na₂O₂的物质的量的关系分别如图所示．

请回答下列问题：

(1)将上述混合溶液中一定大量含有的阴、阳离子及其物质的量填入下表(可以不填满，也可以增加)：

离子种类
物质的量(mol)

(2)图中a =           ；b =           ；c =           。

(3)简述溶液中还可能大量含有的离子的鉴定方法：                   。

Answer

(1)

离子种类

H+

Al3+

NH4+

Mg2+

SO42-

物质的量(mol)

2

2

2

3

≥8

(2)1；7；9；(3)用一根洁净的铂丝蘸取溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察焰色，如果火焰呈紫色，则含有钾离子。

【解析】

试题分析：(1)根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg2+和Al3+，所以一定不含CO32-、AlO2-，并且含有镁离子的物质的量为3mol，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol，根据元素守恒，所以含有铝离子的物质的量2mol；加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以一定不含有氢氧根离子；图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H+，由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol，8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠，而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为：2mol×3+3mol×2+2mol=14mol，所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应，氢离子的物质的量为2mol；并且物质的量为2mol，溶液中一定还含有阴离子，可能为氯离子或溴离子，钾离子不能确定是否存在，根据电荷守恒：所以n(H+)+3n(Al3+)+n(NH4+)+2n(Mg2+)≤2n(SO42-)，所以SO42--物质的量≥8mol，即：

离子种类

H+

Al3+

NH4+

Mg2+

SO42-

物质的量(mol)

2

2

2

3

≥8

故答案为：

离子种类

H+

Al3+

NH4+

Mg2+

SO42-

物质的量(mol)

2

2

2

3

≥8

(2)含有2mol的氢离子需要消耗氢氧化钠2mol，则需要1mol过氧化钠来生成，所以a=1，含有镁离子和铝离子一共5mol，所以消耗过氧化钠的量为5mol，在加上a=2mol，则b=7mol，氯离子的物质的量是2mol，所以氢氧化铝的物质的量是2mol，完全将氢氧化铝溶解，消耗1mol的氢氧化钠，即需要1mol的过氧化钠来生成，所以c=9mol，故答案为：1；7；9；

(3)钾离子不能确定是否存在，钾离子的检验可以用焰色反应，做法是：用一根洁净的铂丝蘸取溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察焰色，如果火焰呈紫色，则含有钾离子，故答案：用一根洁净的铂丝蘸取溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察焰色，如果火焰呈紫色，则含有钾离子。

考点：考查了常见的离子检验方法的相关知识。