Question

1．有一無色溶液，含有K⁺、Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-、NO₃^-、HCO${\;}_{3}^{-}$、MnO₄^-中的幾種．為確定其成分，做如下實驗：①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固體，產生無色的氣體3.36L（STP）和白色沉淀，再加入1mol•L^-1NaOH溶液300mL后白色沉淀全部溶解；②另取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，產生28.7g白色沉淀．下列推斷正確的是（　　）

• A． 肯定有Al³⁺、Mg²⁺、NO₃^-，可能有NH₄⁺、K⁺
• B． 肯定有Al³⁺、K⁺、Cl^-，肯定沒有MnO₄^-、Mg²⁺
• C． 肯定有Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、NO₃^-，一定沒有HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-
• D． 該溶液可能顯弱酸性，也可能顯中性

Answer 1

分析 無色溶液中一定不存在有色的高錳酸根離子；
①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固體即0.1molNa₂O₂固體，產生無色無味的3.36L即0.15mol無色氣體和白色沉淀，再加入NaOH溶液后白色沉淀完全溶解，則生成的白色沉淀為氫氧化鋁，原溶液中一定含有Al³⁺，則一定不存在Mg²⁺、HCO₃^-；
②取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，產生28.7g白色沉淀，則沉淀為AgCl，物質的量為0.2mol，以此來解答．

解答 解：溶液無色則一定不含MnO₄^-；
①取部分溶液，加入7.8gNa₂O₂固體，物質的量為：$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，0.1mol過氧化鈉先與水反應生成0.2mol氫氧化鈉和0.05mol氧氣，故產生的0.15mol無色氣體中含有0.05mol氧氣，另外的0.1mol為NH₃，溶液中一定含NH₄⁺，且物質的量為0.1mol；此時白色沉淀出現，再加入0.3molNaOH溶液后白色沉淀全部溶解，則沉淀是氫氧化鋁，即原溶液中一定含有Al³⁺，則一定無Mg²⁺、HCO₃^-，由于0.1mol銨根離子消耗0.1molNaOH溶液，故將Al³⁺轉化為AlO₂^-共消耗NaOH的物質的量為0.2mol+0.3mol-0.1mol=0.4mol，根據Al³⁺～4OH^-～AlO₂^-可知，Al³⁺的物質的量為：$\frac{0.4mol}{4}$=0.1mol，則溶液中一定含有0.1molNH₄⁺、0.1molAl³⁺；一定不含有Mg²⁺、HCO₃^-（和Al³⁺不共存）；
②取部分溶液，加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，產生28.7gAgCl沉淀即0.2mol，故溶液中一定含0.2molCl^-，根據電中性原理，一定含有NO₃^-，
所以溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-，一定不含HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-，可能含有鉀離子．
A．溶液中一定無Mg²⁺，一定含有NH₄⁺，故A錯誤；
B．根據分析可知，無法確定是否含有K⁺，故B錯誤；
C．溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-，一定不含HCO₃^-、Mg²⁺、MnO₄^-，故C正確；
D．由于溶液中一定含有NH₄⁺、Al³⁺，二者都是弱堿陽離子，在溶液中水解顯酸性，不可能為中性，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查學生常見離子的檢驗方法，題目難度中等，明確離子的特征反應以及現象為解答關鍵，注意熟練掌握常見離子的性質及檢驗方法，試題培養了學生的分析能力及靈活應用能力．