Question

有一无色透明溶液，已知其中可能含有Fe³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加入一种淡黄色粉末并加热，产生沉淀或气体的物质的量与淡黄色粉末的物质的量关系如图所示．

请回答：
（1）溶液中肯定没有

Fe³⁺、Cu²⁺

离子（填离子符号）；
（2）溶液中离子的物质的量之比

1：1：1

；
（3）①淡黄色粉末与水反应的化学方程式

2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

，若有1mol该物质参加反应则转移电子

1

mol；
②沉淀部分减少时的离子方程式

Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O

．
（4）写出构成淡黄色粉末物质的电子式

．

Answer 1

分析：根据实验现象判断Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺是否存在，根据图象判断Mg²⁺、Al³⁺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，根据过氧化钠中的化学键情况来书写电子式．

解答：解：（1）淡黄色粉末是过氧化钠，溶液时无色透明，排除铁离子和铜离子，首先加入过氧化钠与水反应，
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，当加入过氧化钠时，生成白色沉淀，推断一定有Mg²⁺，通过图象知，在加入过量的过氧化钠的过程中，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺，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，根据加入过氧化钠的量的增加生成气体的量会变化，所以产生的气体应含有除氧气以外的一种气体，即为氨气，一定含有铵根离子，故答案为：Fe³⁺、Cu²⁺；
（2）加入过氧化钠与水反应，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，在0.3-0.35mol这一段内，共溶解氢氧化铝沉淀0.1mol，则根据
Al³⁺～Al（OH）₃～[Al（OH）₄]^-，所以铝离子的物质的量是0.1mol，造0～0.3mol过氧化钠这一段，生成沉淀量最大，是氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，所以含有氢氧化镁也是0.1mol，根据Mg²⁺～Mg（OH）₂，所以镁离子的物质的量是0.1mol，根据气体的量，当加入0.3mol过氧化钠时，理论上会产生0.15mol的氧气，此时生成气体共0.25mol，所以会生成0.1mol的氨气，根据NH₄⁺～NH₃↑，铵根离子的物质的量为：0.1mol，所以各种离子浓度只比是1：1：1，故答案为：1：1：1；
（3）过氧化钠和水反应的方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，该反应转移电子是2mol，若有1mol过氧化钠参加反应，则转移电子为1mol，氢氧化镁和氢氧化钠不反应，但是氢氧化铝可以和氢氧化钠发生反应，
即Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；1；Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）过氧化钠是钠离子和过氧根离子之间通过离子键形成的离子化合物，电子式为：，
故答案为：．

点评：本题考查的是常见阳离子的检验，注意各个离子的性质，结合图象的方式考查增加了难度，本题综合性很强，难度很大．