Question

【題目】某無色稀溶液X中，可能含有下表所列離子中的某幾種

陽離子	H+、Na+、Al3+、Fe3+、NH4+、Mg2+
陰離子	OH-、CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl-

現取適量該溶液，向其中加入某試劑Y，產生沉淀物質的量(n)與加入試劑的體積(V)關系如圖所示：

（1）若Y是鹽酸，所得到的關系圖如甲圖所示，則X中一定含有的陰離子是______，X中一定存在的幾種陰離子物質的量之比為____(按題干表格中陰離子出現的順序寫比例順序）；ab段發生反應的離子方程式為_________________；cd段發生的反應的離子方程式為______________。

（2）若Y是NaOH溶液，所得到的關系圖如乙用所示，X中一定含有的陽離子是_______；ab段發生反應的離子________________；bc段發生反應的離子為________________；cd段發生反應的離子方程式為______________。

Answer 1

【答案】 OH-、CO32-、SiO32-、AlO2- 3:1:1:1 SiO32-+2H+=H2SiO3↓ AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+=AlO2-+2H2O H+、Al3+、NH4+、Mg2+ Al3+、Mg2+ NH4+ Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O

【解析】（1）無色稀溶液X中不會含有Fe3+，加入鹽酸后沒有立即產生沉淀，說明含有OH-。沉淀達到最大值后不再發生變化，說明溶液中含有CO32-。然后沉淀開始減少，但沒有完全消失，說明形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于過量鹽酸中而后者不能，所以溶液中一定存在SiO32-、AlO2-，根據以上分析可知一定不能大量存在H+、Al3+、Mg2+、NH4+，根據電荷守恒可知一定存在Na+。根據圖像可知消耗氫氧根需要3體積鹽酸，產生沉淀需要3體積鹽酸，與碳酸根反應需要2體積鹽酸，溶解氫氧化鋁需要3體積鹽酸，則產生氫氧化鋁沉淀需要1體積鹽酸，因此產生硅酸沉淀需要1體積鹽酸，所以OH-、AlO2-、SiO32-、CO32-物質的量之比為3:1:1:1；ab段發生反應的離子方程式為SiO32-+2H+=H2SiO3↓、AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓；cd段發生的反應的離子方程式為Al(OH)3+3H+=AlO2-+2H2O。（2）無色稀溶液X中不會含有Fe3+，若Y是NaOH溶液，加入氫氧化鈉后不立即產生沉淀，說明含有H+，所以不能大量存在氫氧根。沉淀達到最大值后不再發生變化，說明還含有NH4+。繼續加入氫氧化鈉沉淀開始減少，但不能完全溶解，說明沉淀是氫氧化鋁和氫氧化鎂，即一定含有Al3+、Mg2+，所以CO32-、SiO32-、AlO2-一定不能存在，根據溶液顯電中性可知Cl-一定存在。根據以上分析可知ab段發生反應的離子為Al3+、Mg2+；bc段發生反應的離子為NH4+；cd段發生反應的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O。