Question

【題目】某強酸性無色溶液中可能含下表離子中的若干種離子。

陽離子	Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+
陰離子	SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32-

實驗I ：取少量該試液進行如下實驗。

實驗Ⅱ：為了進一步確定該溶液的組成，取100 mL原溶液，向該溶液中滴加1 mol L-l的NaOH溶液，產生沉淀的質量與氫氧化鈉溶液體積的關系如圖所示。

回答下列問題：

（1）不進行實驗就可以推斷出，上表中的離子一定不存在的有___________種，沉淀Z的化學式____________。

（2）檢驗氣體X的方法是______________________；

（3）寫出實驗Ⅱ的圖象中BC段對應的離子方程式：_____________________________。

（4）A點對應的固體質量為__________g。

（5）通過實驗I可以確定該溶液中一定存在的陰離子是_______________，推算該溶液中陰離子的濃度為_________mol L-l，檢驗該陰離子的方法是：_____________________。

Answer 1

【答案】4 Mg(OH)2 使濕潤的紅色石蕊試紙變藍（或遇蘸有濃鹽酸的玻璃棒冐白煙 Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O 0.136 NO3－ 0.08 取液，加入銅片，再加少量濃硫酸，有無色氣體產生，在空氣中變為紅棕色。

【解析】

溶液無色，則不存在有色離子，即亞鐵離子、高錳酸根離子；溶液顯酸性，則不存在硅酸根離子和亞硫酸根離子；該溶液與硝酸銀溶液混合后無沉淀生成，則不存在氯離子，因此一定含有硝酸根離子；該溶液與稀硫酸反應得不到沉淀，說明不存在鋇離子，所得溶液與過量的氫氧化鈉溶液混合生成氣體X、溶液Y和沉淀Z，X是氨氣，一定含有銨根離子；沉淀一定是氫氧化鎂，含有鎂離子；根據圖像可知開始時氫氧化鈉首先中和氫離子，然后沉淀金屬陽離子，沉淀達到最大值后開始與銨根結合生成氨氣，然后沉淀開始減少，最后不再發生變化，所以溶解的沉淀一定是氫氧化鋁，含有鋁離子。

（1）根據分析可知不進行實驗就可以推斷出表中的離子一定不存在的有4種，即亞鐵離子、硅酸根離子、高錳酸根離子和亞硫酸根離子，根據分析可知沉淀Z的化學式為；

（2）氨氣是堿性氣體，檢驗氨氣的方法是用鑷子夾一塊濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體X，試紙變藍，則說明X為氨氣；

（3）實驗Ⅱ的圖象中BC段發生氫氧化鋁的溶解，對應的離子方程式為；

（4）A點消耗氫氧化鈉6mL，與金屬陽離子反應的氫氧化鈉是5mL，物質的量為0.005mol。溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是1mL，物質的量是0.001mol，所以生成的氫氧化鋁是0.001mol，則與鎂離子反應的氫氧化鈉是0.002mol，氫氧化鎂是0.001mol，所以對應的固體質量為；

（5）通過實驗Ⅰ可以確定該溶液中一定存在的陰離子是硝酸根離子；

與氫離子反應的氫氧化鈉是1mL，物質的量是0.001mol，即氫離子是0.001mol；與銨根反應的氫氧化鈉是2mL，物質的量是0.002mol，即銨根是0.002mol，根據溶液顯電中性可知硝酸根的物質的量是，所以該溶液中陰離子的濃度為；

檢驗硝酸根離子的方法，可通過其在酸性條件下具有的強氧化性來實現，取液，加入銅片，再加少量濃硫酸，有無色氣體產生，在空氣中變為紅棕色，則證明溶液中存在硝酸根。