Question

100mL某無(wú)色溶液由H⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、Cl^-等離子中的幾種混合組成（不考慮水電離出的離子），向溶液中逐滴加0.5mol/L氫氧化鈉溶液直到過(guò)量，產(chǎn)生沉淀的情況如圖所示．
（1）BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

；
（2）溶液中肯定存在的三中陽(yáng)離子是

 

，其物質(zhì)的量濃度之比為

 

；
（3）肯定不存在的離子是

 

；
（4）可能存在的離子是

 

，為進(jìn)一不確定它是否存在，需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是

 

；
（5）如果溶液中只有三中陽(yáng)離子，且在B點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉溶液體積V_NaOH=600mL，有人說(shuō)據(jù)此可推斷原來(lái)溶液中陰離子濃度，你認(rèn)為此說(shuō)法是否正確？如果正確，求陰離子濃度．如果不正確，說(shuō)明理由．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：該溶液為無(wú)色透明溶液，則溶液中不含F(xiàn)e³⁺，向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)圖象知，先隨著加入氫氧化鈉量的增多，開(kāi)始沒(méi)有沉淀，所以一定存在：H⁺，然后加入氫氧化鈉，沉淀的量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定程度后，再加入氫氧化鈉，沉淀的量減少，但最終還有白色沉淀，說(shuō)明溶液還含有Al³⁺、Mg²⁺，則溶液中不含CO₃^2-；根據(jù)電中性原理，一定有Cl^-，根據(jù)OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓計(jì)算n（Al³⁺）及和鋁離子反應(yīng)的氫氧根離子的物質(zhì)的量，沉淀量最大時(shí)，根據(jù)2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓計(jì)算鎂離子的物質(zhì)的量，根據(jù)電荷守恒，計(jì)算氯離子的物質(zhì)的量．

解答： 解：該溶液為無(wú)色透明溶液，則溶液中不含F(xiàn)e³⁺，向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)圖象知，先隨著加入氫氧化鈉量的增多，開(kāi)始沒(méi)有沉淀，所以一定存在：H⁺，然后加入氫氧化鈉，沉淀的量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定程度后，再加入氫氧化鈉，沉淀的量減少，但最終還有白色沉淀，說(shuō)明溶液還含有Al³⁺、Mg²⁺，則溶液中不含CO₃^2-；根據(jù)電中性原理，一定有Cl^-，綜合以上內(nèi)容知道：溶液中一定含有：Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-、H⁺，一定不含有：Fe³⁺、CO₃^2-，可能含有Na⁺．
（1）沉淀溶解過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應(yīng)，即OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液中一定含有：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，開(kāi)始階段，根據(jù)OH^-+H⁺=H₂O；3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓；OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、則氫離子、鋁離子全部形成沉淀、鎂離子消耗的氫氧化鈉分別是1體積、3體積、2體積，根據(jù)圖示知道，三者的物質(zhì)的量之比是1：1：1，故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；1：1：1；
（3）肯定不存在的離子是Fe³⁺、CO₃^2-，故答案為：Fe³⁺、CO₃^2-；
（4）可能含有Na⁺，可以進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，用鉑絲蘸取溶液放在火焰上進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰焰色呈黃色，則含有鈉離子，否則，無(wú)鈉離子，故答案為：Na⁺；焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)；
（5）根據(jù)OH^-+H⁺=H₂O；3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓；OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，當(dāng)在B點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉溶液體積V_NaOH=600mL=0.6L，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.3mol，所以n（H⁺）=0.05mol=n（Mg²⁺）=n（Al³⁺）=0.05mol，根據(jù)電荷守恒，則n（Cl^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=0.05+0.1+0.15=0.3mol，離子濃度是

0.3mol

0.1L

=3mol/L．
答：能確定含有氯離子，離子濃度是3mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鎂鋁化合物的有關(guān)計(jì)算，根據(jù)溶液的顏色、離子共存等來(lái)確定溶液中存在的離子，再結(jié)合圖象分析溶液中存在物質(zhì)的含量，注意氫氧化鋁的兩性，難度中等．