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10.有一透明溶液,已知其中可能含有Fe3+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH4+,加入一種淡黃色粉末固體時,加熱有刺激性氣味的混合氣體放出,同時生成白色沉淀.當加入0.4mol淡黃色粉末時,產生氣體0.3mol,繼續加入淡黃色粉末時,產生無刺激性氣味的氣體,且加入淡黃色粉末時產生白色沉淀的量如圖所示.
根據題意回答下列問題:
(1)淡黃色粉末為過氧化鈉(填名稱).
(2)溶液中肯定有NH4+、Al3+、Mg2+離子,肯定沒有Fe3+和Cu2+離子.
(3)溶液中離子的物質的量之比為n(Mg2+):n(Al3+):n(NH4+)=2:1:1.
(4)寫出下列反應方程式:
①淡黃色粉末與水反應的化學方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.
②刺激性氣味的氣體產生的離子方程式:NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O.
③沉淀部分減少時的離子方程式:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.

分析 淡黃色固體加入溶液中,并加熱溶液時,有刺激性氣體放出和白色沉淀生成,則淡黃色固體為Na2O2,圖象中加入0.4mol過氧化鈉后,沉淀減小,且沒有完全溶解,則溶液中一定沒有Fe3+和Cu2+,一定有NH4+、Al3+、Mg2+,由圖可知氫氧化鎂為0.2mol,氫氧化鋁為0.3mol-0.2mol=0.1mol,根據元素守恒計算Al3+、Mg2+物質的量,加入0.4mol過氧化鈉之后,產生氣體0.3mol,繼續加入淡黃色粉末時,產生無刺激性氣味的氣體,說明此時銨根完全反應,所以產生氣體0.3mol即為過氧化鈉與水反應生成的氧氣和銨根生成的氨氣,據此分析解答.

解答 解:淡黃色固體加入溶液中,并加熱溶液時,有刺激性氣體放出和白色沉淀生成,則淡黃色固體為Na2O2,圖象中加入0.4mol過氧化鈉后,沉淀減小,且沒有完全溶解,則溶液中一定沒有Fe3+和Cu2+,一定有NH4+、Al3+、Mg2+,由圖可知氫氧化鎂為0.2mol,氫氧化鋁為0.3mol-0.2mol=0.1mol,根據元素守恒計算Al3+、Mg2+物質的量,加入0.4mol過氧化鈉之后,產生氣體0.3mol,繼續加入淡黃色粉末時,產生無刺激性氣味的氣體,說明此時銨根完全反應,所以產生氣體0.3mol即為過氧化鈉與水反應生成的氧氣和銨根生成的氨氣,
(1)由上述分析可知,淡黃色固體為:Na2O2,名稱為過氧化鈉,故答案為:過氧化鈉;
(2)由上述分析可知,溶液中肯定有離子NH4+、Al3+、Mg2+,肯定沒有Fe3+和Cu2+離子,故答案為:NH4+、Al3+、Mg2+;Fe3+和Cu2+;
(3)由縱坐標可知:n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=0.2mol,n(Al3+)=0.3mol-n[Mg(OH)2]=0.1mol.
當n(Na2O2)=0.4mol時,由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,可知n(O2)=0.4mol×$\frac{1}{2}$=0.2mol,所以n(NH4+)=n(NH3)=0.3mol-n(O2)=0.1mol,
故n(Mg2+):n(Al3+):n(NH4+)=0.2mol:0.1mol:0.1mol=2:1:1,
故答案為:n(Mg2+):n(Al3+):n(NH4+)=2:1:1;
(4)①由上述分析可知,淡黃色固體為:Na2O2,與水反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
②刺激性氣味的氣體即氨氣產生為銨根與氫氧根離子在加熱條件下反應生成,離子方程式為:NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O,故答案為:NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O;
③沉淀部分減少即為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水,離子方程式為:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,故答案為:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.

點評 本題考查無機離子推斷、化學圖象計算等,綜合性很強,根據圖象結合離子反應判斷含有的離子是關鍵,難度很大,注意開始階段加熱,會導致氨氣逸出.

練習冊系列答案
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(6) 有多種同分異構體,其中屬于芳香族化合物的同分異構體不可能為下列中的ad.
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③若A為單質,組成元素的原子所含質子的數目小于18,D為強堿,寫出C→D的化學方程式:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑.

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