Question

某溶液中可能含有下列5種離子中的某幾種：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Clˉ．為確認該溶液組成進行如下實驗：①取20.0mL該溶液，加入25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液，有白色沉淀、無剌激氣味氣體生成．過濾、洗滌、干燥，得沉淀1.16g．再將濾液稀釋至100mL，測得濾液中c（OHˉ）為0.20mol?L^-1；②另取20.0mL該溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀11.48g．由此可得出關于原溶液組成的正確結論是（　　）

• A、一定含有Mg²⁺、Al³⁺、Clˉ，不含Na⁺、NH₄⁺
• B、一定含有Na⁺、Mg²⁺、Clˉ，不含NH₄⁺，可能含有Al³⁺
• C、c （Clˉ） 為 4.00 mol?L^-1，c （Al³⁺） 為1.00 mol?L^-1
• D、c （Mg²⁺） 為 1.00 mol?L^-1，c（Na⁺） 為 1.50 mol?L^-1

Answer 1

分析：①加入NaOH溶液加熱，有白色沉淀產生，無刺激氣味氣體生成，說明原溶液中可能含有 Mg²⁺、Al³⁺；一定沒有NH₄⁺；濾液中c（OH^-）=0.2mol?L^-1，證明堿過量，一定含有Mg²⁺；
②加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀11.48g，溶液中一定含有Cl^-；
氫氧化鎂1.16g，物質的量是0.02mol，消耗的n（OH^-）=0.04mol，加入的氫氧化鈉為0.1molmol，濾液中的n（OH^-）=0.2mol?L^-1×0.1L=0.02mol，故Al³⁺消耗了0.04mol氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，n（Al³⁺）=0.01mol；生成白色沉淀14.35g是氯化銀，物質的量是0.08mol，氫氧化鎂有0.02mol，n（Al³⁺）=0.01mol，根據電荷守恒，n（Na⁺）=n（Cl^-）-2n（Mg²⁺）-3n（Al³⁺），進而確定離子的濃度大小即可．

解答：解：①25.0mL 4.00mol?L^-1NaOH溶液，含有0.1mol氫氧化鈉；沉淀1.16g為氫氧化鎂，物質的量是0.02mol，生成沉淀消耗0.04mol氫氧化鈉；濾液中的n（OH^-）=0.2mol?L^-1×0.1L=0.02mol，故還有0.04mol氫氧化鈉和0.01molAl³⁺反應生成了偏鋁酸鈉，故一定含有Mg²⁺、Al³⁺；無刺激氣味氣體生成，一定沒有NH₄⁺；
②白色沉淀11.48是氯化銀，物質的量是0.08mol，一定含有氯離子，根據電荷守恒，正電荷有：（0.02mol×2+0.01mol×3）=0.05mol；負電荷有：0.08mol，故一定含有鈉離子0.03mol；
A、因為一定含有Na⁺，故A錯誤；
B、因為一定含有Al³⁺，故B錯誤；
C、c（Al³⁺）=

0.01mol

0.02L

=0.5 mol?L^-1，c（Cl^-）=

0.08mol

0.02L

=4mol/L，故C錯誤；
D、c（Mg²⁺）=

0.02mol

0.02L

=1.00 mol?L^-1，c（Na⁺）=

0.03mol

0.02L

=1.50 mol?L^-1；故D正確；
故選D．

點評：本題考查離子反應，特別注意運用已知離子的物質的量判定某種離子的存在的方法，本題難度中等．