Question

3．某溶液中可能含有OH^-，CO₃^2-，AlO₂^-，SiO₃^2-，SO₄^2-，K⁺，Na⁺，Fe³⁺，Mg²⁺，Al³⁺等離子，當向溶液中逐滴加入一定物質的量的鹽酸時，生成沉淀物質的量與加入鹽酸體積的關系如圖，下列說法中不正確的是（　�。�

• A． 原溶液肯定含有OH^-，CO₃^2-，AlO₂^-，SiO₃^2-
• B． K⁺和Na⁺至少含有其中一種
• C． n（CO₃^2-）：n（AlO₂^-）=3：2
• D． a值肯定大于$\frac{4}{3}$

Answer 1

分析 依據圖象分析可知，開始無沉淀生成說明加入的鹽酸和溶液中的OH^-反應，則與氫氧根離子反應的離子不能共存：Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；然后反應生成沉淀逐漸增大，說明是AlO₂^-和氫離子反應生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，繼續加入鹽酸沉淀量不變，消耗鹽酸的離子只能是CO₃^2-離子，反應完后繼續加入鹽酸，沉淀逐漸減小，到不再改變，進一步證明沉淀是氫氧化鋁和硅酸沉淀，氫氧化鋁沉淀溶于鹽酸，最后剩余沉淀為硅酸；硫酸根離子不能確定存在，但根據溶液的電中性可知，溶液中至少含有K⁺、Na⁺離子中的一種．

解答 解：由圖象可知，開始加入HCl時無沉淀生成，說明加入的HCl與溶液中OH^-的反應，則溶液中一定不會存在與氫氧根離子發生反應的離子：Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；之后開始生成沉淀且反應生成沉淀逐漸增大，說明溶液中存在AlO₂^-、SiO₃^2-，繼續加入鹽酸沉淀量不變，消耗鹽酸的離子只能是CO₃^2-離子，碳酸根離子反應完后繼續加入鹽酸，沉淀逐漸減小，到不再改變，進一步證明沉淀是氫氧化鋁和硅酸沉淀，氫氧化鋁沉淀溶于鹽酸，最后剩余沉淀為硅酸；硫酸根離子不能確定存在，但根據溶液的電中性可知，溶液中至少含有K⁺、Na⁺離子中的一種離子，
A、依據判斷原溶液中一定含有的離子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故A正確；
B、依據判斷原溶液中一定含有的離子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，至少含有K⁺、Na⁺離子中的一種離子，不能確定是否含有鈉離子，故B正確；
C、依據圖象可知和碳酸根離子反應的鹽酸為2體積，CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O 氫氧化鋁溶解消耗的鹽酸體積為4體積，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；原溶液中含有CO₃^2-與AlO₂^-的物質的量之比為3：4，故C錯誤；
D、根據圖中信息，消耗4體積的鹽酸將氫氧化鋁完全溶解，根據AlO₂^-～Al（OH）₃～3H⁺，所以，所以將偏鋁酸根轉化為沉淀消耗的鹽酸是可以認為是$\frac{4}{3}$，但是硅酸根離子也會消耗鹽酸形成硅酸沉淀，即a值肯定大于$\frac{4}{3}$，故D正確．
故選C．

點評 本題考查了離子檢驗的方法應用，圖象分析判斷是解題關鍵，硅酸根離子、偏鋁酸根離子和酸反應生成沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸是解題關鍵．