Question

14．如圖1，溶液A中可能含有Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe²⁺四種陽離子，B為淡黃色固體，旋開E后，有氣體放出和白色沉淀生成，淡黃色固體的物質的量與產(chǎn)生沉淀的質量關系如圖2．

（1）則溶液中含有的陽離子有Mg²⁺、Al³⁺．
（2）寫出圖2曲線a～b段反應的離子方程式2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）A溶液中存在的陽離子的物質的量濃度之比為1：2．

Answer 1

分析 由圖可知白色沉淀能部分溶于氫氧化鈉，可知沉淀為氫氧化鎂和氫氧化鋁；橫坐標為0-4moL時發(fā)生的化學反應是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，沉淀為最大值時，該階段消耗4mol過氧化鈉即8molNaOH，根據(jù)OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]=n（NaOH），結合元素守恒n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]、n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]；橫坐標為4-5moL時，發(fā)生的化學反應是：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Al（OH）₃完全溶解消耗消耗1moL過氧化鈉即2molNaOH，根據(jù)消耗的氫氧化鈉計算n[Al（OH）₃]，再根據(jù)鋁元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]，據(jù)此計算解答．

解答 解：（1）若溶液中有Cu²⁺會生成藍色沉淀，有Fe³⁺會生成紅褐色沉淀，題中只有白色沉淀，而且由圖可知白色沉淀能部分溶于氫氧化鈉，可知沉淀為氫氧化鎂和氫氧化鋁，所以溶液中的離子為：Mg²⁺、Al³⁺．故答案為：Mg²⁺、Al³⁺；
（2）橫坐標為4-5moL時，發(fā)生的化學反應是：Na₂O₂先與水反應：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，生成的NaOH將Al（OH）₃溶解：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）Al（OH）₃完全溶解消耗消耗1moL過氧化鈉即2molNaOH，由方程式可知n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=2mol，根據(jù)鋁元素守恒可知，n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=2mol；
橫坐標為0-4moL時發(fā)生的化學反應是：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓沉淀為最大值時，該階段消耗4mol過氧化鈉即8molNaOH，根據(jù)OH^-守恒，2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]=n（NaOH），Mg²⁺物質的量為1mol，故Mg²⁺、Al³⁺的物質的量濃度之比為1：2，故答案為：1：2．

點評 本題考查了離子的存在的分析判斷，側重于考查學生的實驗探究能力和分析圖象的能力，題目難度中等，注意把握實驗原理是解題的關鍵．