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精英家教网某溶液中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32-、SO42-、NO3-中的几种.①若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体;②若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示.则下列说法正确的是(  )
A、溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+B、溶液中n(NH4+)=0.2molC、溶液中一定不含CO32-,可能含有SO42-和NO3-D、三种离子的物质的量之比n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=1:1:1
分析:若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体,说明气体是氢气,因此溶液显酸性,则CO32-和NO3-不能大量共存;加入NaOH溶液,产生白色沉淀,说明不存在铁离子;根据产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系图可知,溶液中一定含有Mg2+、Al3+;又因为当沉淀达到最大值时,继续进入氢氧化钠,沉淀不变,这说明溶液中还存在NH4+,由于溶液中还必须存在阴离子,所以一定还有SO42-.结合图象中各阶段消耗的氢氧化钠,计算溶液中n(H+)、n(Mg2+)、n(Al3+)、n(NH4+),据此解答.
解答:解:若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体,说明气体是氢气,因此溶液显酸性,则CO32-和NO3-不能大量共存;
加入NaOH溶液,产生白色沉淀,说明不存在Fe3+;根据产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系图可知,溶液中一定含有Mg2+、Al3+;又因为当沉淀达到最大值时,继续进入氢氧化钠,沉淀不变,这说明溶液中还存在NH4+,由于溶液中还必须存在阴离子,所以一定还有SO42-
由图象可知,第一阶段为氢离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.1mol,则n(H+)=0.1mol;
第三阶段为铵根离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol,则n(NH4+)=0.2mol;
最后阶段为氢氧化钠溶解氢氧化铝,消耗氢氧化钠0.8mol-0.7mol=0.1mol,则n[Al(OH)3]=0.1mol,根据铝元素守恒可知n(Al3+)=0.1mol;
第二阶段为氢氧化钠沉淀镁离子、铝离子,共消耗氢氧化钠为0.5mol-0.1mol=0.4mol,则n(Mg2+)=(0.4mol-0.1mol×3)÷2=0.05mol,
A.由上述分析可知,溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+、NH4+,故A错误;
B.由上述分析可知,溶液中n(NH4+)=0.2mol,故B正确;
C.由上述分析可知,溶液中一定不含CO32-、NO3-,一定含有SO42-,故C错误;
D.由上述分析可知,溶液中n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=0.1mol:0.1mol:0.05mol=2:2:1,故D错误,
故选B.
点评:本题考查离子共存、反应图象识别以及离子反应有关计算等,是高考中的常见题型,对学生的综合能力提出了更高的要求,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,难度较大.
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(1)该溶液中肯定含有的阳离子是
H+、NH4+、Fe3+、Al3+
H+、NH4+、Fe3+、Al3+
,且这些阳离子的物质的量之比为
1:2:1:1
1:2:1:1
;肯定不含的阳离子离子是
Mg2+
Mg2+

(2)还有一种阳离子可能存在,写出检验这种离子的实验方法及现象:
焰色反应,透过蓝色钻玻璃观察到火焰呈紫色
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,且各离子的物质的量之比为
 
肯定不含的阳离子是
 

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