Question

有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种（忽略由水电离产生的H+、OH-）：H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu

Answer 1

解题思路：根据实验现象判断Cu²⁺是否存在，根据图象判断Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺是否存在，K⁺不能和中学常见物质反应产生特殊现象进行判断，只能用焰色反应判断．本溶液是无色透明的，所以不含有Cu²⁺；根据①

推断一定不含有CO₃^2-、一定含有SO₄^2-；根据②得n（SO₄^2-）=3×10^-2mol；根据③得n（NH₄⁺）=0.02mol，据此即可解答．

本溶液是无色透明的，所以不含有颜色的离子，故Cu²⁺一定不存在；

通过图象知，在加入过量的过氧化钠的过程中，一开始就有沉淀生成，说明不含有H⁺；沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；K⁺不能和中学常见物质反应产生特殊现象进行判断，只能用焰色反应判断，

①第一份加足量AgNO₃溶液后，有白色沉淀产生，推断一定有CO₃^2-、SO₄^2-两种中的一种．因通过图象知含有Al³⁺；铝离子和碳酸根离子发生双水解，不能共存，所以推断一定不含有CO₃^2-、一定含有SO₄^2-；

②第二份加足里BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g，推断生成3×10^-2molBaSO₄，所以n（SO₄^2-）=3×10^-2mol；

③第三份逐滴滴加NaOH 溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图，通过图象知，在加入过量的过氧化钠的过程中，一开始就有沉淀生成，说明不含有H⁺，沉淀部分溶解，推断一定含有Al³⁺；图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，最后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg²⁺，通过此实验无法判断是否含有K⁺，

（1）原溶液确定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，由图可知，沉淀最大时是氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.02mol，沉淀最小时，为氢氧化镁，故n[Mg（OH）₂]=0.01mol，故n[Al（OH）₃]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根据铝元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，需OH^-0.03mol；根据镁元素守恒可知原溶液中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.01mol，根据Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，需OH^-0.02mol；生成沉淀最大量时需OH^-0.05mol，由图可知消耗Na0H25mL，所以c（Na0H ）=[n/V]=[0.05mol/0.025L]=2mol•L^-1；

根据NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，所以可得到NH₄⁺的物质的量为0.01L×2mol•L^-1=2×10^-2mol，所以可得到Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，其物质的量之比n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=0.01mol：0.01mol：2×10^-2mol=1：1：2，

故答案为：1：1：2；

（2）根据（1）的解析知：c（Na0H ）=[n/V]=[0.05mol/0.025L]=2mol•L^-1；

故答案为：2mol•L^-1；

（3）根据电荷守恒，阳离子的总电荷为n（Mg²⁺）×2+n（Al³⁺）×3+n（NH₄⁺）×1+n（K⁺）×1=0.07mol+n（K⁺）×1，阴离子的总电荷为n（SO₄^2-）×2+n（NO₃^-）×1=3×10^-2mol×2+n（NO₃^-）×1，

阳离子的总电荷等于阴离子所带的总电荷，0.07mol+n（K⁺）×1═3×10^-2mol×2+n（NO₃^-）×1，

因K⁺不能和中学常见物质反应产生特殊现象进行判断，只能用焰色反应判断，该实验无法判断其是否存在，所以n（NO₃^-）≥0.01mol，

故答案为：n（NO₃^-）≥0.01mol；

点评：

本题考点： 常见离子的检验方法；有关混合物反应的计算．

考点点评： 本题主要考查了离子的共存、反应的计算，定性分析离子共存、定量分析离子的物质的量是解题的关键，题目难度中等．