Question

有一透明溶液，已知其中可能含有的离子为：Mg^2＋、Cu^2＋、Fe^2＋、Al^3＋、NH₄^＋、K^＋、Cl^－、HCO₃^－、SO₄^2－。当加入一种淡黄色粉末状固体物质时，有刺激性气味的混合气体放出，同时生成白色沉淀。当加入0.4mol淡黄色粉末时，共收集到0.3mol混合气体，且此时生成的沉淀最多。此后继续加入淡黄色粉末时，沉淀量逐渐减少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol减少至0.2mol，再加入粉末后，沉淀就不再减少。由此实验现象及数据判断：

（1）淡黄色粉末的名称为               ；

（2）溶液中肯定有                离子，肯定没有           离子，可能有___________离子；

（3）写出下列反应方程式：

①淡黄粉末与水反应                            ；

②产生刺激性气味气体的离子方程式                            ；

③加入淡黄色粉末的物质的量由0.4mol至0.45mol时，沉淀部分消失，反应的离子方程式为          ；

（4）溶液中阳离子的物质量之比为（H^＋及没有确定的离子除外）                       。

Answer

（1）过氧化钠

（2）NH4＋、Al3＋、Mg2＋ Cu2＋、Fe2＋、HCO3－ K＋、Cl－、SO42－

（3）①2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑②NH4＋＋OH－＝NH3↑＋H2O ③Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O

（4）NH4＋︰Mg2＋︰Al3＋＝0.1︰0.2︰0.1＝1︰2︰1

【解析】

试题分析：（1）淡黄色粉末是过氧化钠，是含有钠离子和过氧根离子的离子化合物。

（2）有一透明溶液，向溶液中加入过氧化钠，过氧化钠与水反应，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，当加入过氧化钠时，生成白色沉淀，则溶液中一定有Mg2+，因为氢氧化铜是蓝色沉淀，氢氧化亚铁不稳定，能被过氧化钠氧化为红褐色沉淀氢氧化铁，则一定没有Cu2＋、Fe2＋，同时有刺激性气味的混合气体放出，产生的气体应含有除氧气以外的一种气体，即为氨气，则一定有NH4＋ ，在加入过量的过氧化钠的过程中，沉淀部分溶解，可推断一定含有Al3+，Al3＋与HCO3-反应不能大量共存，则一定没有HCO3-，氢氧化镁不溶于强碱，氢氧化铝是两性氢氧化物，可以溶于强碱，最终的白色沉淀的成分是氢氧化镁。所以溶液中肯定有NH4＋、Al3＋、Mg2＋离子，肯定没有Cu2＋、Fe2＋、HCO3－离子，可能有K＋、Cl－、SO42－离子。

（3）①过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑；

②NH4＋ 与OH－反应生成氨气，所以产生刺激性气味气体的离子方程式为NH4＋＋OH－＝NH3↑＋H2O；

③加入淡黄色粉末的物质的量由0.4mol至0.45mol时，沉淀部分消失，是氢氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O。

（4）过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，当加入0.4mol淡黄色粉末时，共收集到0.3mol混合气体，0.4molNa2O2产生0.2mol氧气，所以生成氨气0.1mol，则溶液中NH4＋ 有0.1mol，根据上述分析，0.2mol是氢氧化镁沉淀，溶液中含有Mg2＋的物质的量为0.2mol，Al(OH)3为0.1mol，溶液中的Al3＋的物质的量为0.1mol，所以溶液中阳离子的物质量之比为NH4＋︰Mg2＋︰Al3＋＝0.1︰0.2︰0.1＝1︰2︰1。

【考点定位】考查常见阳离子的检验。

【名师点睛】本题考查常见阳离子的检验，综合性很强，难度很大。注意各个离子的性质，根据实验现象判断Fe3+、Cu2+、NH4+是否存在，根据生成沉淀的情况和消耗的过氧化钠的情况来确定各个离子的量的多少以及产生气体的量的多少，氢氧化镁不溶于氢氧化钠，但是氢氧化铝可以溶于氢氧化钠。