Question

【題目】某強酸性無色溶液中可能含下表離子中的若干種離子。

陽離子	Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+
陰離子	SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32-

實驗I ：取少量該試液進行如下實驗。

實驗Ⅱ：為了進一步確定該溶液的組成，取100 mL原溶液，向該溶液中滴加1 mol L-l的 NaOH溶液，產生沉淀的質量與氫氧化鈉溶液體積的關系如圖所示。

回答下列問題：

（1）不進行實驗就可以推斷出，上表中的離子一定不存在的有___________種。

（2）通過實驗I可以確定該溶液中一定存在的陰離子是_____________。檢驗氣體X的方法是______________________；沉淀Z的化學式為_________________。

（3）寫出實驗Ⅱ的圖象中BC段對應的離子方程式：_____________________________________。

（4） A點對應的固體質量為__________g。

（5）通過上述信息，推算該溶液中陰離子的濃度為______________mol L-l。

Answer 1

【答案】 4 NO3- 用鑷子夾一塊濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體X，試紙變藍 Mg(OH)2 Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O 0.136 0.08

【解析】溶液無色，則不存在亞鐵離子、高錳酸根離子；溶液顯酸性，則不存在硅酸根離子和亞硫酸根離子；該溶液與硝酸銀溶液混合后無沉淀生成，則不存在氯離子，因此一定含有硝酸根離子；該溶液與稀硫酸反應得不到沉淀，說明不存在鋇離子，所得溶液與過量的氫氧化鈉溶液混合生成氣體X、溶液Y和沉淀Z，X是氨氣，一定含有銨根離子；沉淀一定是氫氧化鎂，含有鎂離子；根據圖像可知開始時氫氧化鈉首先中和氫離子，然后沉淀金屬陽離子，沉淀達到最大值后開始與銨根結合生成氨氣，然后沉淀開始減少，最后不再發生變化，所以溶解的沉淀一定是氫氧化鋁，含有鋁離子。則

（1）根據以上分析可知不進行實驗就可以推斷出上表中的離子一定不存在的有4種，即亞鐵離子、硅酸根離子、高錳酸根離子和亞硫酸根離子。（2）通過實驗I可以確定該溶液中一定存在的陰離子是NO3－。氨氣是堿性氣體，檢驗氨氣的方法是用鑷子夾一塊濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體X，試紙變藍；根據以上分析可知沉淀Z的化學式為Mg(OH)2。（3）實驗Ⅱ的圖象中BC段發生氫氧化鋁的溶解，對應的離子方程式為Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O。（4）A點消耗氫氧化鈉6mL，則與金屬陽離子反應的氫氧化鈉是5mL，物質的量是0.005mol。溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是1mL，物質的量是0.001mol，所以生成的氫氧化鋁是0.001mol，則與鎂離子反應的氫氧化鈉是0.002mol，氫氧化鎂是0.001mol，所以對應的固體質量為0.001mol×（58+78）g/mol＝0.136g。（5）與氫離子反應的氫氧化鈉是1mL，物質的量是0.001mol，即氫離子是0.001mol。與銨根反應的氫氧化鈉是2mL，物質的量是0.002mol，即銨根是0.002mol，根據溶液顯電中性可知硝酸根的物質的量是0.001mol+0.002mol+0.001mol×3+0.001mol×2＝0.008mol，所以該溶液中陰離子的濃度為0.008mol÷0.1L＝0.08mol L-l。