Question

某溶液中只可能含有Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、OH^-、CO₃^2-．當加入一種淡黃色固體并加熱時，有刺激性氣體放出和白色沉淀產(chǎn)生，加入淡黃色固體的物質(zhì)的量（橫坐標）與析出的沉淀和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量（縱坐標）的關系如圖所示．該淡黃色物質(zhì)做焰色反應實驗顯黃色．可知溶液中含有的離子是

 

；所含離子的物質(zhì)的量濃度之比為

 

；所加的淡黃色固體是

 

．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：離子反應專題

分析：淡黃色固體加入溶液中，并加熱溶液時，有刺激性氣體放出和白色沉淀生成，則一定沒有Fe²⁺和Cu²⁺，則淡黃色固體為Na₂O₂，圖象實際為兩個圖合在一起，較上的是氣體，較下的是沉淀，圖象中加入8mol過氧化鈉后，沉淀減小，且沒有完全溶解，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺，則溶液中一定沒有OH^-、CO₃^2-，根據(jù)電荷守恒可知含有Cl^-，由圖可知氫氧化鎂為2mol，氫氧化鋁為4mol-2mol=2mol，根據(jù)元素守恒計算Al³⁺、Mg²⁺物質(zhì)的量，加入8mol過氧化鈉之后，生成氣體減小，故加入8mol過氧化鈉時，銨根離子完全反應，計算加入8mol過氧化鈉生成氧氣的物質(zhì)的量，再計算氨氣物質(zhì)的量，進而計算n（NH₄⁺），再根據(jù)電荷守恒確定Cl^-的濃度．

解答： 解：淡黃色固體加入溶液中，并加熱溶液時，有刺激性氣體放出和白色沉淀生成，則一定沒有Fe²⁺和Cu²⁺，則淡黃色固體為Na₂O₂，圖象實際為兩個圖合在一起，較上的是氣體，較下的是沉淀，圖象中加入8mol過氧化鈉后，沉淀減小，且沒有完全溶解，一定有NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺，則溶液中一定沒有OH^-、CO₃^2-，根據(jù)電荷守恒可知含有Cl^-，由圖可知氫氧化鎂為2mol，氫氧化鋁為4mol-2mol=2mol，加入8mol過氧化鈉之后，生成氣體減小，故加入8mol過氧化鈉時，銨根離子完全反應，
由縱坐標可知：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=2mol，n（Al³⁺）=4mol-n[Mg（OH）₂]=2mol．
當n（Na₂O₂）=8mol時，由2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，可知n（O₂）=8mol×

1

2

=4mol，所以n（NH₄⁺）=n（NH₃）=10mol-n（O₂）=6mol，
由電荷守恒：2n（Mg²⁺）：3n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=n（Cl^-），則n（Cl^-）=16mol，
故n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）：n（Cl^-）=2mol：2mol：6mol：16mol=1：1：3：8，則所含離子的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：3：8；
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-；1：1：3：8；Na₂O₂．

點評：本題考查無機離子推斷、化學圖象計算等，綜合性很強，根據(jù)圖象結合離子反應判斷含有的離子是關鍵，難度很大，注意開始階段加熱，會生成氨氣逸出．