Question

溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的几种．①加入铝片，产生无色无味的气体；②加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示．则下列说法正确的是（　　）

• A、溶液中一定不含CO₃^2-，可能含有SO₄^2-和NO₃^-
• B、在滴加NaOH溶液物质的量为0.5至0.7mol时，发生的离子反应为：Al³⁺+4OH^-=[Al（OH）₄]^-
• C、溶液中的阳离子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺
• D、n（H⁺）：n（NH₄⁺）：n（Mg²⁺）=2：4：1

Answer 1

分析：①加入铝片，产生无色无味的气体，溶液中有H⁺，一定无CO₃^2-和NO₃^-，根据溶液电中性，溶液中一定存在硫酸根离子；加入NaOH溶液产生白色沉淀，所以一定不存在Fe³⁺，根据图象可知：0≤n（NaOH）≤0.1mol时，H⁺+OH^-=H₂O；0.1mol≤n（NaOH）≤0.5mol时，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；0.5mol≤n（NaOH）≤0.7mol时，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O；0.7mol≤n（NaOH）≤0.8mol时，Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+H₂O，计算可得：n（H⁺）=0.1mol，n（Al³⁺）=0.1mol，n（Mg²⁺）=0.05mol，n（NH₄⁺）=0.2mol，据此进行判断．

解答：由①可知溶液中有H⁺，无CO₃^2-和NO₃^-，根据溶液电中性，溶液中一定存在SO₄^2-；加入NaOH溶液产生白色沉淀，所以一定不存在Fe³⁺，根据图象可知：0≤n（NaOH）≤0.1mol时，H⁺+OH^-=H₂O；0.1mol≤n（NaOH）≤0.5mol时，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；0.5mol≤n（NaOH）≤0.7mol时，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O；0.7mol≤n（NaOH）≤0.8mol时，Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+H₂O，计算可得：n（H⁺）=0.1mol，n（Al³⁺）=0.1mol，n（Mg²⁺）=0.05mol，n（NH₄⁺）=0.2mol，
A、根据分析可知：溶液中一定不存在CO₃^2-、Fe³⁺、NO₃^-，一定存在H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-，故A错误；
B、在滴加NaOH溶液物质的量为0.5至0.7mol时，沉淀的物质的量不变，发生的反应为NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，故B错误；
C、溶液中一定存在的阳离子为H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故C错误；
D、根据以上计算可知，n（H⁺）=0.1mol，n（Al³⁺）=0.1mol，n（Mg²⁺）=0.05mol，n（NH₄⁺）=0.2mol，所以n（H⁺）：n（NH₄⁺）：n（Mg²⁺）=0.1mol：0.2mol：0.05mol=2：4：1，故D正确；
故选D．

点评：本题考查了常见离子的检验，题目难度中等，注意掌握常见离子的反应现象及检验方法，特别是具有特殊反应现象的离子，如铝离子与氢氧根离子的反应，先出现沉淀，之后沉淀逐渐溶解，常常为解题突破口；本题质量硫酸根离子的确定为易错点，根据溶液电中性判断一定存在硫酸根离子．