Question

某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等离子，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，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

 

肯定不含的阳离子是

 

．

Answer 1

分析：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⁺，有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O的反应，则有NH₄⁺，根据离子反应发生的条件进行判断及用相关化学方程式进行计算．

解答：解：从图象可知，开始时无沉淀产生，说明含有H⁺，H⁺+OH^-=H₂O，该氢离子消耗NaOH溶液的体积为2体积，图象中有一段平台，说明加入OH^-时无沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，铵根消耗氢氧化钠为3体积，最后溶液中无沉淀，说明溶液中不含Mg²⁺和Fe³⁺，含有Al³⁺，根据Al³⁺+3 OH^-=Al（OH）₃↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，当消耗4体积的氢氧化钠时沉淀消失，所以可得到H⁺、Al³⁺、NH₄⁺的物质的量之比为2：1：3．
故答案为：H⁺、Al³⁺、NH₄⁺；2：1：3；Mg²⁺、Fe³⁺．

点评：本题考查离子的判断和计算，题目难度中等，要求学生熟记物质的性质并灵活应用．