Question

9．有一透明溶液已知其中可能含有Mg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、K⁺、OH^-、SO₄^2-．當(dāng)加入一種淡黃色粉末狀固體物質(zhì)時(shí)，有刺激性氣味的混和氣體放出，同時(shí)生成白色沉淀．當(dāng)加入0.4mol淡黃色粉末時(shí)，共收集到0.4mol混和氣體，且此時(shí)生成的沉淀最多．此后繼續(xù)加入淡黃色粉末時(shí)，沉淀量逐漸減少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量
由0.25mol減少至0.15mol，再加入粉末后，沉淀就不再減少．由此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)判斷：
（1）溶液中肯定有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-離子，肯定沒有Cu²⁺、Fe²⁺、OH^-離子，可能有K⁺離子．
（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式．淡黃粉末與水反應(yīng)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（3）溶液中陽離子的物質(zhì)的量之比為（H⁺及沒有確定的離子除外）n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=3：2：4．

Answer 1

分析 當(dāng)加入一種淡黃色粉末狀固體物質(zhì)時(shí)，有刺激性氣味的混和氣體放出，同時(shí)生成白色沉淀，說明溶液中一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺，淡黃色固體粉末為過氧化鈉，與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，刺激性氣味的混合氣體為NH₃和O₂，說明含有NH₄⁺，當(dāng)加入0.4mol淡黃色粉末時(shí)，共收集到0.4mol混合氣體，結(jié)合2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、OH^-+NH₄⁺=NH₃•H₂O，生成氧氣為0.2mol，生成氨氣為0.2mol，可知NH₄⁺為0.2mol，生成沉淀時(shí)消耗氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.8mol-0.2mol=0.6mol，且此時(shí)生成的沉淀最多．此后繼續(xù)加入淡黃色粉末時(shí)，沉淀量逐漸減少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.25mol減少至0.15mol，證明一定含有Al³⁺，說明溶液中一定不含有OH^-，且Al³⁺物質(zhì)的量為0.1mol，生成1molAl（OH）₃需要3molNaOH，沉淀量由0.25mol減少至0.15mol，剩余的氫氧化鈉為0.3mol，生成沉淀為0.15mol，說明沉淀為二價(jià)金屬離子形成的沉淀為Mg（OH）₂，溶解1molAl（OH）₃，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，需要1molNaOH，再加入0.05mol過氧化鈉反應(yīng)生成1mol氫氧化鈉，再加入粉末后，沉淀就不再減少，綜上所述，溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，一定不含有OH^-、Cu²⁺、Fe²⁺，由電荷守恒可知，一定含陰離子為SO₄^2-，不能確定是否含K⁺，以此來解答．

解答 解：（1）溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，一定不含有OH^-、Cu²⁺、Fe²⁺，不能確定是否含K⁺，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-；Cu²⁺、Fe²⁺、OH^-；K⁺；  
（2）淡黃粉末與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（3）由上述分析可知，溶液中陽離子的物質(zhì)量之比為n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=0.15mol：0.1mol：0.2mol=3：2：4，
故答案為：n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=3：2：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)、離子共存、元素化合物知識(shí)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用，題目難度不大．