Question

11．某溶液可能含有如表離子

陽離子	H+、K+、Al3+、NH4+、Mg2+
陰離子	SO42-、OH-

將Na₂O₂逐漸加入到上述溶液并微熱，產生沉淀和氣體的物質的量與加入Na₂O₂的物質的量的關系如圖．
提示：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃+H₂O
請回答下列問題：
（1）產生的氣體是NH₃和O₂．
（2）上述溶液中一定存在的離子是H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．圖中橫坐標字母c=9mol．
（3）加Na₂O₂固體到bmol時所得沉淀的化學式Mg（OH）₂和Al（OH）₃．
（4）用離子方程式表示加Na₂O₂固體到amol前沒有出現沉淀的原因2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑．
（5）檢驗溶液中還可能大量含有的離子，其具體操作是用鉑絲蘸蘸取溶液在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若呈紫色，則證明有K⁺，反之，則證明沒有K⁺．

Answer 1

分析 根據圖象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg²⁺和Al³⁺，所以一定不含OH^-，加入8mol過氧化鈉會生成4mol氧氣，而圖象中生成了6mol氣體，說明生成的氣體除了過氧化鈉和溶液反應生成的氧氣之外，還一定有2mol其他氣體生成，而只能是氨氣，所以一定含有2mol銨根離子，所以根據電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，圖象中加入過氧化鈉的物質的量在0～amol之間時，沒有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，鉀離子不能確定是否存在，
（1）根據以上分析判斷；
（2）根據分析判斷溶液中的離子；當過氧化鈉物質的量為c時，沉淀減少2mol，發生的反應Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，據此計算氫氧化鈉的物質的量和過氧化鈉的物質的量，然后求出c；
（3）生成的沉淀有兩種，Mg（OH）₂和Al（OH）₃；
（4）圖象中加入過氧化鈉的物質的量在0～amol之間時，沒有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺；
（5）鉀離子不能確定是否存在，可以用焰色反應檢驗．

解答 解：根據圖象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg²⁺和Al³⁺，所以一定不含OH^-，加入8mol過氧化鈉會生成4mol氧氣，而圖象中生成了6mol氣體，說明生成的氣體除了過氧化鈉和溶液反應生成的氧氣之外，還一定有2mol其他氣體生成，而只能是氨氣，所以一定含有2mol銨根離子，所以根據電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，圖象中加入過氧化鈉的物質的量在0～amol之間時，沒有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，鉀離子不能確定是否存在，
（1）根據以上分析可知，產生的氣體是NH₃和O₂；故答案為：O₂；
（2）由分析可知溶液中存在的離子有：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-；當過氧化鈉物質的量為c時，沉淀減少2mol，即Al（OH）₃為2mol，發生的反應Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，則消耗的NaOH為2mol，所以過氧化鈉為1mol，則c=8+1=9；
故答案為：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-；9；
（3）加Na₂O₂固體到bmol時所得的沉淀有兩種，Mg（OH）₂和Al（OH）₃；故答案為：Mg（OH）₂和Al（OH）₃；．
（4）圖象中加入過氧化鈉的物質的量在0～amol之間時，沒有沉淀生成，所以溶液中含有H⁺，發生的反應的離子方程式為：2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑；
故答案為：2Na₂O₂+4H⁺=4Na+2H₂O+O₂↑；
（5）鉀離子不能確定是否存在，可以用焰色反應檢驗，具體操作是用鉑絲蘸蘸取少量溶液在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若呈紫色，則證明有K⁺，反之，則證明沒有K⁺，
故答案為：用鉑絲蘸蘸取少量溶液在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若呈紫色，則證明有K⁺，反之，則證明沒有K⁺．

點評 本題考查了常見的離子檢驗方法、離子方程式的書寫，題目難度中等，注意掌握常見的離子檢驗方法，能夠根據描述的反應現象判斷存在的離子，注意掌握氫氧化鋁的兩性及反應的方程式．