Question

有一未知的無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種（忽略由水電離產生的H⁺、OH^-）：H⁺、NH₄⁺、K^＋、Mg^2＋、Cu^2＋、Al³⁺、NO₃^－、CO₃^2－、SO₄^2－，現取三份100mL溶液進行如下實驗： ①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀產生。②第二份加足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀產生，經洗滌、干燥后，沉淀質量為6.99 g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液，測得沉淀與NaOH溶液的體積關系如圖。根據上述實驗，以下推測不正確的是 

A．原溶液一定不存在H+、Cu2＋、CO32－

B．不能確定原溶液是否含有K＋、NO3－

C．實驗所加的NaOH的濃度為2mol·L－1

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

Answer 1

B

解析試題分析：由于原溶液是無色的，所以不能含有藍色Cu^2＋離子。根據實驗①證明可能含有CO₃^2－、SO₄^2－中的一種或兩種離子；根據實驗②證明可能含有CO₃^2－、SO₄^2－中的一種或兩種離子；根據實驗③證明原溶液中含有Al^3＋。會發生反應：Al^3＋＋3OH^-＝Al(OH)₃↓；當NaOH過量時，發生反應：Al(OH)₃+ OH^-= AlO₂^-+ 2H₂O。由這兩個離子方程式可以看出：Al^3＋形成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的體積比應該是3:1，而圖像顯示形成沉淀消耗的NaOH體積多，說明還含有其它能與NaOH反應產生沉淀的微粒，證明是含有Mg^2＋。n(Mg^2＋)=0.01mol；根據體積關系可知產生0.01mol Mg(OH)₂沉淀需要NaOH溶液的體積為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，立即產生沉淀，則說明溶液中無H⁺；由于Al^3＋會與CO₃^2－ 發生雙水解反應，因此溶液中不含CO₃^2－離子。在沉淀達到最大值后，加入NaOH，沉淀不是立刻減少，說明含有與OH^-反應的微粒。根據題目提供的微粒，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。結合實驗③可知與BaCl₂產生沉淀的微粒是SO₄^2－，其物質的量為n(SO₄^2－)= 6.99 g÷233g/mol=0.03mol.在該溶液中陽離子帶的正電荷總數是：0.01×2+0.01×3+0.02×1=0.07mol; SO₄^2－帶的負電荷總數為0.03mol×2="0.06mol" < 0.07mol,所以根據電荷守恒可確定溶液中還含有陰離子NO₃^－。但是不能確定K⁺是否存在。綜上所述，錯誤的選項是B。
考點：考查離子的鑒定、溶液成分的確定的知識。