Question

某研究性學習小組擬探究在含Mg²⁺、Al³⁺的混合溶液中滴加NaOH溶液時，生成氫氧化物沉淀的過程．
【實驗】在0.1mol?L^-1 MgSO₄、0.05mol?L^-1 Al₂（SO₄）₃的混合溶液中滴加0.5mol?L^-1 NaOH溶液，借助氫離子傳感器和相應分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液的加入變化情況如圖所示．
（1）為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于

 

 （填儀器名稱）中滴加．
（2）圖中有三個pH增加緩慢的階段，第一階段（a點前）對應的實驗現象是

 

．
（3）對第二階段（b、c之間）溶液pH變化緩慢的本質，小組同學做出如下推測，請補充推測2和3：
推測1：生成Mg（OH）₂沉淀，消耗OH^-．
推測2：

 

．
推測3：

 

．
若推測1符合實際情況，則a點之前反應的離子方程式為

 

，請據此描述Mg（OH）₂、Al（OH）₃兩種物質在水溶液中溶解性的差異

 

．
（4）請分析e點后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設計實驗檢驗（可不填滿）：

較大量存在的含金屬元素的離子	檢驗方法

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,鎂、鋁的重要化合物

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：由圖象可知，pH變化緩慢的主要原因應為：生成Mg（OH）₂沉淀，消耗OH^-；生成Al（OH）₃沉淀消耗OH^-； Al（OH）₃沉淀溶解，消耗OH^-三種可能，至于哪一階段為那種可能，應與 Al（OH）₃、Mg（OH）₂二者的溶解度有關．

解答： 解：（1）精確控制加入NaOH溶液的體積，應用精確度0.01ml的滴定管，又NaOH呈堿性，故選用堿式滴定管，故答案為：堿式滴定管；
（2）由圖象可知，PH變化緩慢的主要原因應為：生成Mg（OH）₂沉淀，消耗OH^-；生成Al（OH）₃沉淀消耗OH^-； Al（OH）₃沉淀溶解，消耗OH^-三種可能，第一階段（a點前）應該是生成沉淀消耗了滴下去的氫氧化鈉，故現象為：生成白色沉淀并逐漸增多，故答案為：生成白色沉淀并逐漸增多；
（3）根據分析可知，PH變化緩慢的主要原因應為：生成Mg（OH）₂沉淀，消耗OH^-；生成Al（OH）₃沉淀消耗OH^-； Al（OH）₃沉淀溶解，消耗OH^-三種可能，若推測1符合實際情況，b、c之間生成Mg（OH）₂沉淀，消耗OH^-，則a點之前應該是產生氫氧化鋁的反應，所以反應的離子方程式為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，據此說明在堿性溶液中鋁離子比鎂離子更易沉淀，所以Al（OH）₃比Mg（OH）₂更難溶于水，
故答案：生成Al（OH）₃沉淀消耗OH^-；Al（OH）₃沉淀溶解，消耗OH^-；Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；Al（OH）₃比Mg（OH）₂更難溶于水；
（4）根據以上分析得出，e點前的反應為Al（OH）₃+OH^-═Al（OH）₄^-，所以e點后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子為鈉離子和Al（OH）₄^-離子，故答案為：

較大量存在的含金屬元素的離子	檢驗方法
Na+	用潔凈的鉑絲蘸取少量待測液在酒精燈火焰上灼燒，若火焰呈黃色，表明存在Na+
[Al（OH）4]-	取少量待測液于試管中，滴加鹽酸，產生白色沉淀，鹽酸過量時，沉淀又溶解

點評：本題考查了學生根據圖象分析反應過程的能力，解題關鍵還在于熟悉有關鎂鋁的性質．