Question

有一无色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等离子的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如下图所示：

（1）在原溶液中一定不存在的离子有

Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-

；
（2）第③个实验中，若取原溶液的体积为100mL，滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol?L^-1 且生成白色沉淀的量与加入NaOH 的量有下图所示的相互关系，则该溶液中所含阳离子的物质的量浓度为

c（Al³⁺）=0.5 mol?L^-1 c（Mg²⁺）=0.2 mol?L^-1

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）根据题干信息“无色溶液”可以判定，一定没有有色离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；  由①可知一定没有K+；②中加稀盐酸和氯化钡溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推断一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定没有 CO32-；④中得到无色无味的气体，可以判定一定没有NH4+
   （2）由图中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀达到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根据n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1

解答：解：（1）根据题干信息“无色溶液”可以判定，一定没有有色离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；由①焰色反应可知一定没有K+；+；②中加稀盐酸和氯化钡溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推断一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定没有 CO32-；④中得到无色无味的气体，可以判定一定没有NH4+； 综合以上分析，故答案为：Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-；
 （2）由图中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀达到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根据n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1，故答案为  c（Al3+）=0.5  mol?L-1； c（Mg2+）=0.2  mol?L-1

点评：本题考查了焰色反应、常见的有色离子、离子的水解、离子反应的条件，Al（OH）₃的化学性质，涉及的知识点较多，若是基础知识不扎实，恐怕难以完成．