Question

（6分）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所示：

回答下列問題：（已知：AlO₂^—+HCO₃^—+H₂O=Al（OH）₃↓+ CO₃^2—）
（1）原混合溶液中一定含有的離子是：___________________________________；
（2）AB段反應的離子方程式是：____________________________________________；
(3)發生AB段反應的離子與發生BC段反應的物質兩者物質的量之比為：____________。

Answer 1

（1）OH^—，CO₃^2—，AlO₂^—，SiO₃^2— （2）H⁺+ CO₃^2—= HCO₃^—  H⁺+ HCO₃^—=CO₂↑+H₂O
（3）n（CO₃^2—）：n[Al（OH）₃]=3：4

加入鹽酸扣，一開始沒有沉淀生成，故說明原溶液為堿性，一定存在大量的OH^—，排除Fe³⁺，Mg²⁺，Al³⁺的大量存在；
沉淀部分溶解，說明一定存在AlO₂^—及SiO₃^2—：
SiO₃^2－＋2H^＋=H₂SiO₃↓（硅酸不溶解酸）
AlO₂^－＋H^＋＋H₂O=Al(OH)₃↓       Al(OH)₃＋3H^＋=Al^3＋＋3H₂O
而A—B段的存在，說明原溶液中存在CO₃^2—：H⁺+ CO₃^2—= HCO₃^—  H⁺+ HCO₃^—=CO₂↑+H₂O
注：由AlO₂^—+HCO₃^—+H₂O=Al（OH）₃↓+ CO₃^2—可知，AlO₂^—先于HCO₃^—結合H^＋，待CO₃^2—結合H^＋生成弱酸碳酸后，Al（OH）₃再溶解于過量的鹽酸中
(3)由所加鹽酸的量可知：

其中：n（CO₃^2—）：n[Al（OH）₃]=3：4