Question

有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种（忽略由水电离产生的H⁺、OH^-）：H⁺、NH₄⁺、K^＋、Mg^2＋、Cu^2＋、Al³⁺、NO₃^－、CO₃^2－、SO₄^2－，现取三份100mL溶液进行如下实验： ①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生。②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图。根据上述实验，以下推测不正确的是 

A．原溶液一定不存在H+、Cu2＋、CO32－

B．不能确定原溶液是否含有K＋、NO3－

C．实验所加的NaOH的浓度为2mol·L－1

D．原溶液确定含Mg2＋、Al3＋、NH4＋，且n(Mg2＋):n(Al3＋):n( NH4＋)＝1:1:2

Answer 1

B

试题分析：由于原溶液是无色的，所以不能含有蓝色Cu^2＋离子。根据实验①证明可能含有CO₃^2－、SO₄^2－中的一种或两种离子；根据实验②证明可能含有CO₃^2－、SO₄^2－中的一种或两种离子；根据实验③证明原溶液中含有Al^3＋。会发生反应：Al^3＋＋3OH^-＝Al(OH)₃↓；当NaOH过量时，发生反应：Al(OH)₃+ OH^-= AlO₂^-+ 2H₂O。由这两个离子方程式可以看出：Al^3＋形成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的体积比应该是3:1，而图像显示形成沉淀消耗的NaOH体积多，说明还含有其它能与NaOH反应产生沉淀的微粒，证明是含有Mg^2＋。n(Mg^2＋)=0.01mol；根据体积关系可知产生0.01mol Mg(OH)₂沉淀需要NaOH溶液的体积为10ml,所以0.01L×c(NaOH)÷2=0.01mol. c(NaOH)= 2mol/L. n(Al^3＋)= 2mol/L×0.005mol/L=0.01mol.由于加入NaOH，立即产生沉淀，则说明溶液中无H⁺；由于Al^3＋会与CO₃^2－ 发生双水解反应，因此溶液中不含CO₃^2－离子。在沉淀达到最大值后，加入NaOH，沉淀不是立刻减少，说明含有与OH^-反应的微粒。根据题目提供的微粒，只能是NH₄^＋。n( NH₄^＋)= 2mol/L×0.01mol/L=0.02mol.所以n(Mg^2＋):n(Al^3＋):n( NH₄^＋)＝1:1:2。结合实验③可知与BaCl₂产生沉淀的微粒是SO₄^2－，其物质的量为n(SO₄^2－)= 6.99 g÷233g/mol=0.03mol.在该溶液中阳离子带的正电荷总数是：0.01×2+0.01×3+0.02×1=0.07mol; SO₄^2－带的负电荷总数为0.03mol×2="0.06mol" < 0.07mol,所以根据电荷守恒可确定溶液中还含有阴离子NO₃^－。但是不能确定K⁺是否存在。综上所述，错误的选项是B。