Question

（15分）某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等離子，當向該溶液中加入某濃度的NaOH溶液時，發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液的體積變化如圖所示:

由此可知，（1）該溶液中肯定含有的陽離子是____________________，且各陽離子的物質的量之比為_____________；肯定不含有的陽離子是___________；檢驗可能含有的某種陽離子的常用實驗方法是                ；
（2）分別寫出BC、CD段對應的離子方程式，并寫出BC段參加反應的陽離子在實驗室中常用的檢驗其存在的方法：BC:________________________________________;
檢驗：_____________________________________________;
CD:__________________________________________.

Answer 1

⑴H⁺、Al³⁺、NH₄⁺(2分)；  2∶1∶3(2分)；Mg²⁺、Fe³⁺(2分)；焰色反應(2分)。
⑵NH₄⁺+OH^-NH₃·H₂O(或NH₄⁺+OH^- =NH₃↑+H₂O)(2分); 取少量未知試液于試管中，滴加氫氧化鈉溶液后加熱，如果產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則證明原待測液中有NH₄⁺存在（或該氣體遇到沾有濃鹽酸的玻璃棒有白煙現(xiàn)象也能證明NH₄⁺存在）(3分)；
Al(OH)₃+OH^- =AlO₂^-+2H₂O(2分)

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，最初沒有沉淀生成，所以一定含有氫離子。當沉淀達到最大值時，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀不發(fā)生變化，說明還含有NH₄⁺。根據(jù)沉淀溶解時消耗的氫氧化鈉溶液體積和生成沉淀時消耗的氫氧化鈉溶液體積可知，二者是1︰3，這么說沉淀只有氫氧化鋁，沒有氫氧化鎂、氫氧化鐵，所以一定含有Al³⁺，但沒有Mg²⁺、Fe³⁺。根據(jù)溶液的電中性可知，一定還在SO₄^2-，但鈉離子并能確定，檢驗鈉離子可以通過焰色反應確定。根據(jù)圖像中消耗氫氧化鈉溶液的體積，并結合反應式H^＋＋OH^－=H₂O、OH^－＋3OH^－=Al(OH)₃↓、NH₄^＋＋OH^－=NH₃·H₂O可知，H⁺、Al³⁺、NH₄⁺的物質的量之比2∶1∶3。
（2）BC段是銨鹽和強堿的反應，所以反應的化學方程式是NH₄⁺+OH^-NH₃·H₂O。依據(jù)該實驗原理可以檢驗NH₄^＋，即取少量未知試液于試管中，滴加氫氧化鈉溶液后加熱，如果產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則證明原待測液中有NH₄⁺存在（或該氣體遇到沾有濃鹽酸的玻璃棒有白煙現(xiàn)象也能證明NH₄⁺存在）。而CD段是溶解氫氧化鋁的，所以反應的方程式是Al(OH)₃+OH^- =AlO₂^-+2H₂O。₄⁺的有關檢驗
點評：進行物質的檢驗時，要依據(jù)物質的特殊性質和特征反應，選擇適當?shù)脑噭┖头椒ǎ瑴蚀_觀察反應中的明顯現(xiàn)象，如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等，進行判斷、推理、驗證即可。