Question

【題目】某無色混合溶液中可能含有的離子如下表所示：

可能大量含有的陽離子	H＋、Al3＋、NH4＋、Na＋
可能大量含有的陰離子	Cl－、AlO2－、SO42－、MnO4－、Br－、I－、CO32－

為探究其成分，進行了以下探究實驗。

探究一：

甲同學取一定量的混合溶液，用pH試紙檢驗，溶液pH＜7；向其中逐液加入氫氧化鈉溶液，產生沉淀的物質的量(n)與加入氫氧化鈉溶液的體積(V)的關系如圖所示。

探究二

乙同學取一定量的混合溶液，向溶液中加氯水，無氣體產生，再加入CCl4振蕩、靜置，CCl4層呈橙紅色，用分液漏斗分液；向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液，有白色沉淀產生。

探究三：

另取原溶液少量加入Ba(NO3)2和鹽酸的混合液，產生白色沉淀。

（1）該溶液中一定含有的陰離子是___；其中能確定離子濃度之比的，對應離子物質的量濃度之比為___；不能肯定是否含有的離子是___。確定其中陽離子的實驗方法為___。

（2）請寫出沉淀減少過程中發生反應的離子方程式___。

Answer 1

【答案】Br- 、SO42－ c(H+) ：c(NH4+)：c(Al3+)=2：3：1 Na＋、Cl－ 焰色反應 Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O

【解析】

無色混合溶液中不能含有MnO4－；

由探究一知，溶液的pH<7，開始加入2V0NaOH無沉淀生成說明發生的反應是：H++OH-═H2O，有H+，則無AlO2-、CO32-；再加入氫氧化鈉溶液至5V0，生成沉淀增多至最大，反應為Al3++3OH-═Al(OH)3↓，有Al3+，此過程消耗氫氧化鈉溶液3V0；繼續加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應：NH4++OH-=NH3H2O，消耗氫氧化鈉溶液3V0；繼續加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入9V0氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發生的反應為Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，消耗氫氧化鈉的體積V0；

根據探究二，向溶液中加氯水，無氣體產生，說明無CO32-，再加入CCl4振蕩、靜置，CCl4層呈橙紅色，說明有Br-，不含I-；用分液漏斗分液，向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液，有白色沉淀產生，說明分液后的水溶液中有Cl-，因為加入的氯水被還原成Cl-，不能確定原混合液中是否含Cl-；

根據探究三，加入少量Ba(NO3)2和鹽酸的混合液，產生白色沉淀，說明原混合液中有SO42－；

綜上分析，混合溶液中一定含有的離子：H+、Al3+、NH4+、Br-、SO42－，一定不含的離子：MnO4－、CO32-、I-、AlO2-，可能含有的離子：Na＋、Cl－。

無色混合溶液中不能含有MnO4－；

由探究一知，溶液的pH<7，開始加入2V0NaOH無沉淀生成說明發生的反應是：H++OH-═H2O，有H+，則無AlO2-、CO32-；再加入氫氧化鈉溶液至5V0，生成沉淀增多至最大，反應為Al3++3OH-═Al(OH)3↓，有Al3+，此過程消耗氫氧化鈉溶液3V0；繼續加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應：NH4++OH-=NH3H2O，消耗氫氧化鈉溶液3V0；繼續加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入9V0氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發生的反應為Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，消耗氫氧化鈉的體積V0；

根據探究二，向溶液中加氯水，無氣體產生，說明無CO32-，再加入CCl4振蕩、靜置，CCl4層呈橙紅色，說明有Br-，不含I-；用分液漏斗分液，向分液后的水溶液中加入AgNO3和HNO3混合液，有白色沉淀產生，說明分液后的水溶液中有Cl-，因為加入的氯水被還原成Cl-，不能確定原混合液中是否含Cl-；

根據探究三，加入少量Ba(NO3)2和鹽酸的混合液，產生白色沉淀，說明原混合液中有SO42－；

（1）該溶液中一定含有的陰離子：Br-、SO42－；其中能確定離子濃度之比的是H+、NH4+、Al3+，根據它們消耗的NaOH溶液的體積和相應的離子方程式，c（H+）：c（NH4+）：c（Al3+）=2V0：3 V0：V0=2：3：1；不能肯定是否含有的離子：Na＋、Cl－；確定是否含Na+的實驗方法為：焰色反應；

（2）沉淀減少過程為Al（OH）3與NaOH的反應，反應的離子方程式：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。