Question

某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等离子，已知，①该溶液的焰色反应没有黄色；②当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液体积的变化如图所示，由此可知，
（1）该溶液中一定含有的阳离子是

 

，且各离子的物质的量之比为

 

（2）肯定不含的阳离子是

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①该溶液的焰色反应没有黄色，则没有Na⁺；
②由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-．

解答： 解：①该溶液的焰色反应没有黄色，则没有Na⁺；
②由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-；
（1）开始加入2 mol NaOH时，溶液无沉淀产生，说明溶液中有H⁺，且其物质的量为2 mol；因为最终沉淀完全溶解，所以溶液中无Mg²⁺、Fe³⁺，且产生沉淀和沉淀溶解所需的NaOH的物质的量为3：1，所以溶液中有Al³⁺且其物质的量为1 mol；当加入5～8 mol NaOH时，发生的反应为NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，所以溶液中NH₄⁺为3 mol，而阴离子SO₄^2-一定含有，根据电荷守恒可知：SO₄^2-的物质的量为4mol，则H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-的物质的量之比为2mol：3mol：1mol：4mol=2：3：1：4；
故答案为：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；2：3：1：4；
（2）由分析可知一定不含有Na⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，故答案为：Na⁺、Mg²⁺、Fe³⁺．

点评：本题考查了离子的鉴别，题目难度不大，熟悉相关离子的性质、明确图象中各段的含义及发生的反应是解题关键，注意铝离子的性质．