Question

【题目】（10分）离子推断题：

有一未知的无色溶液，可能含有以下离子中的若干种（忽略由水电离产生的H＋、OH－）：H＋、NH4＋、K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋，NO3－、CO32－、SO42－，现取两份100mL溶液进行如下实验：

①第一份加入足量的BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，称量沉淀质量为6.99g；

②第二份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀的物质的量与NaOH溶液的体积关系如下图所示。

根据上述实验事实，回答以下问题：

（1）该溶液中一定不存在的阳离子有 ；

（2）在实验②中，NaOH溶液滴至b～c段过程中发生的离子反应方程式为 ；NaOH溶液的浓度为 (用含字母c、d的代数式表示）；

（3）确定原溶液一定含有Mg2＋、Al3＋、H＋，其物质的量之比n(Mg2＋)：n(Al3＋)：n(H＋)为 （填数字，下同）；

（4）原溶液中NO3－的浓度为c(NO3－)，则c(NO3－)的取值范围为 。

Answer 1

【答案】22．（10分）

（1）Fe3+ （2分） （2）NH4+ + OH-= NH3·H2O（2分） 10/(d-c) mol·L－1（2分）

（3）1：1：1 （2分） （4）c（NO3-）≥0.3 mol·L－1（2分）

【解析】

试题分析：由于原溶液是无色的，所以一定不含黄色Fe3＋离子。根据实验①证明可能含有CO32－、SO42－中的一种或两种离子；根据实验②证明0-a发生H＋+OH－=H2O，a-b发生Al3＋+3OH－=Al(OH)3↓、Mg2＋+2OH－=Mg(OH)2↓，NH4＋ +OH－=NH3H2O，Al(OH)3+OH－=AlO2-+2H2O，据此回答。

（1）根据上述分析，该溶液中一定不存在的阳离子有Fe3＋。

（2）在实验②中，NaOH溶液滴至b～c段过程中没有沉淀生成，也没有沉淀溶解，只能是NH4＋ 与碱的反应，所以发生的离子反应方程式为NH4+ + OH-= NH3·H2O；当NaOH过量时，发生反应Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O，根据图像可知，反应的氢氧化铝为0.01mol，则NaOH的物质的量也为0.01mol， NaOH溶液的浓度为0.01mol÷(d-c)×10-3L=10/(d-c) mol·L－1；

（3）根据上述分析可知，氢氧化铝的物质的量为0.01mol，即溶液中的Al3＋为0.01mol，氢氧化镁为0.01mol，溶液中的Mg2＋为0.01mol，根据化学反应Al3＋+3OH－=Al(OH)3↓、Mg2＋+2OH－=Mg(OH)2↓，溶液中的Mg2＋和Al3＋一共消耗0.05molOH-，所以图像中一个单位为0.01mol，则原溶液中含有的Mg2＋、Al3＋、H＋的物质的量之比1:1:1。

（4）根据上述分析，溶液中含有Mg2＋，因为MgCO3 是沉淀，则原溶液中没有CO32-，只有SO42-，BaSO4沉淀的物质的量为6.99g÷233g/mol=0.03mol，H＋的物质的量为0.01mol，Mg2＋的物质的量为0.01mol，Al3＋的物质的量为0.01mol，NH4＋ 的物质的量为0.03mol，因为溶液呈电中性，若没有其他阳离子，原溶液中的NO3－的物质的量为0.01+0.01×2+0.01×3+0.03-0.03×2=0.03mol，浓度为c(NO3－)=0.03mol÷0.1L=0.3 mol·L－1，若溶液中还有其它阳离子，则c(NO3－)的取值范围为c（NO3-）≥0.3 mol·L－1。