Question

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

• A、溶液中一定不含有CO₃^2-，可能含有SO₄^2-和NO₃^-
• B、溶液中的阳离子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺
• C、溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol
• D、n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

Answer 1

考点：常见阴离子的检验,常见阳离子的检验

专题：

分析：加锌产生无色无味气体说明锌与氢离子反应生成氢气，溶液中有大量氢离子，则没有碳酸根和硝酸根离子；
加氢氧化钠产生白色沉淀说明不含三价铁离子；
当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时，加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，结合图象沉淀的量与加入氢氧化钠的物质的量的关系解答．

解答： 解：A．加锌产生无色无味气体说明锌与氢离子反应生成氢气，溶液中有大量氢离子，则没有碳酸根和硝酸根离子，因为硝酸根、氢离子与锌会反应生成刺激性的一氧化氮，故A错误；
B．加入氢氧化钠，先与氢离子反应，再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀，再与铵根反应得到一水合氨，再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，依据图象中沉淀量的变化曲线可知加入氢氧化钠0.5mol-0.7mol时，发生反应氨根离子与氢氧根离子反应，沉淀的量不变，所以溶液中的阳离子一定含NH₄⁺、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故B错误；
C．依据图象中沉淀量的变化曲线可知加入氢氧化钠0.5mol-0.7mol时，沉淀的量不变，发生反应氨根离子与氢氧根离子反应，依据NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，氨根离子的物质的量等于该段消耗的氢氧化钠的物质的量等于0.2mol，故C正确；
D．第一段是氢氧化钠中和氢离子的阶段，所以氢离子的物质的量是0.1mol；第四段是氢氧化铝和氢氧化钠反应的阶段，即Al（OH）₃～OH^-～[Al（OH）₄]^-，则消耗氢氧化钠的物质的量为：0.8mol-0.7mol=0.1mol；第二段是将铝离子和镁离子反应生成沉淀的阶段，根据Al³⁺～3OH^-～Al（OH）₃，Mg²⁺～2OH^-～Mg（OH）₂，0.1mol氢氧化铝消耗氢氧化钠的物质的量是0.3mol，所以镁离子消耗氢氧化钠的物质的量是：0.5mol-0.1mol-0.3mol=0.1mol，所以镁离子的物质的量是0.05mol，即n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.1：0.1：0.05=2：2：1，故D错误；
故选：C．

点评：本题考查了离子的检验和有关离子方程式的计算，明确图象中各段发生的反应是解题关键，题目难度中等．