Question

5．某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-等离子．向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如图所示．

（1）A、B、C、D四点中沉淀成分相同的是B、C（写代号）
（2）由图象可推出原溶液中一定含有的离子有：H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-
（3）若要检验可能存在的离子应采取的方法是焰色反应
（4）原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物质的量之比为1：1
（5）由图象计算使用的NaOH溶液的物质的量浓度是1mol/L．

Answer 1

分析 根据图象曲线变化可知，加入氢氧化钠溶液时没有立刻生成沉淀，说明溶液中含有H⁺；之后氢氧化钠溶液与金属离子反应生成沉淀，之后沉淀不变，最后沉淀部分溶解，则溶液中一定含有Fe³⁺、Al³⁺和NH₄⁺，最终得到沉淀为氢氧化铁，沉淀溶解部分为氢氧化铝，沉淀不变的部分为铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨；根据离子共存可知，溶液中一定不存在CO₃^2-，结合溶液电中性可知，溶液中一定存在SO₄^2-，以此解答该题．

解答 解：根据图象曲线变化可知，加入氢氧化钠溶液时没有立刻生成沉淀，说明溶液中含有H⁺；之后氢氧化钠溶液与金属离子反应生成沉淀，之后沉淀不变，最后沉淀部分溶解，则溶液中一定含有Fe³⁺、Al³⁺和NH₄⁺，最终得到沉淀为氢氧化铁，沉淀溶解部分为氢氧化铝，沉淀不变的部分为铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨；根据离子共存可知，溶液中一定不存在CO₃^2-，结合溶液电中性可知，溶液中一定存在SO₄^2-，
（1）由图象可知，开始生成Fe（OH）₃沉淀，B、C为Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，D为Fe（OH）₃沉淀，则A、B、C、D四点中沉淀成分相同的是B、C，故答案为：B、C；
（2）由以上分析可知原溶液中一定含有的离子有H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-，故答案为：H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-；
（3）不能确定是否含有Na⁺，如检验Na⁺，可利用焰色反应，钠的焰色反应为黄色，故答案为：焰色反应；
（4）根据图象曲线变化可知，剩余氢氧化铁沉淀的物质的量与溶解的氢氧化铝的物质的量相等，都为1mol，说明原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物质的量之比为1：1，
故答案为：1：1；
（5）C～D发生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，且由图象可知n（Al（OH）₃）=1mol，则n（NaOH）=1mol，而体积为1L，则c（NaOH）=$\frac{1mol}{1L}$=1mol/L，
故答案为：1mol/L．

点评 本题考查无机物的推断，侧重考查离子反应的计算、离子共存的判断，为高频考点，题目难度中等，试题考查范围广，明确氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强碱是解题关键．