Question

17．某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的幾種，若向溶液中加入NaOH溶液，產生白色沉淀，且產生的沉淀量與加入的物質的量之間的關系如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A． 溶液中的陽離子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺
• B． 無法確定溶液中是否含有CO₃^2-、SO₄^2-和Cl^-
• C． 溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol
• D． n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

Answer 1

分析 向溶液中加入NaOH溶液，開始沒有沉淀生成，而后有產生白色沉淀，說明溶液中H⁺，因此溶液顯酸性，則CO₃^2-不能大量共存，由于得到白色沉淀，則不存在Fe³⁺離子，加入足量的氫氧化鈉，最終沉淀部分溶解，則溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因為當沉淀達到最大值時，繼續加入氫氧化鈉，沉淀不變，這說明溶液中還存在NH₄⁺，由于溶液中還必須存在陰離子，SO₄^2-、Cl^-中至少含有一種，結合圖象中各階段消耗的氫氧化鈉，計算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺）、n（NH₄⁺）．

解答 解：向溶液中加入NaOH溶液，開始沒有沉淀生成，而后有產生白色沉淀，說明溶液中H⁺，因此溶液顯酸性，則CO₃^2-不能大量共存，由于得到白色沉淀，則不存在Fe³⁺離子，加入足量的氫氧化鈉，最終沉淀部分溶解，則溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因為當沉淀達到最大值時，繼續加入氫氧化鈉，沉淀不變，這說明溶液中還存在NH₄⁺，由于溶液中還必須存在陰離子，SO₄^2-、Cl^-中至少含有一種．
由圖象可知，第一階段為氫離子與氫氧化鈉反應，消耗氫氧化鈉為0.1mol，則n（H⁺）=0.1mol；
第三階段為銨根離子與氫氧化鈉反應，消耗氫氧化鈉為0.7mol-0.5mol=0.2mol，則n（NH₄⁺）=0.2mol；
最后階段為氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，消耗氫氧化鈉0.8mol-0.7mol=0.1mol，則n[Al（OH）₃]=0.1mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=0.1mol；
第二階段為氫氧化鈉沉淀鎂離子、鋁離子，共消耗氫氧化鈉為0.5mol-0.1mol=0.4mol，則n（Mg²⁺）=（0.4mol-0.1mol×3）÷2=0.05mol．
A．由上述分析可知，溶液中的陽離子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，故A錯誤；
B．由上述分析可知，溶液中一定不含CO₃^2-，故B錯誤；
C．由上述分析可知，溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol，故C正確；
D．由上述分析可知，溶液中n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.1mol：0.1mol：0.05mol=2：2：1，故D錯誤，
故選C．

點評 本題考查離子共存、反應圖象識別以及離子反應有關計算等，是高考中的常見題型，對學生的綜合能力提出了更高的要求，有利于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力，難度較大．