Question

【題目】某無色稀溶液X中，可能含有如表所列離子中的某幾種。

陰離子	CO、SiO、AlO、Cl－
陽離子	Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋

取該溶液適量，向其中加入某試劑Y，產生沉淀的物質的量(n)與加入試劑體積(V)的關系如圖所示。

（1）若Y是鹽酸，則溶液中含有的陽離子是______ ，ab段發生反應的總離子方程式為____________, Oa段上表中參加反應的離子的物質的量之比為________________________。

[要標明離子符號，如n（Fe3+）]．

（2）若Y是NaOH溶液，則X中一定含有上表中的離子是________________________，它們的離子個數比為______________________________，[按陽離子在前，陰離子在后，高價在前，低價在后的順序排列]．ab段反應的離子方程式為______________________________， bc段反應的離子方程式為____________________________________。

Answer 1

【答案】 Na+ 2H＋＋CO32—=H2O＋CO2↑ n(AlO2—)∶n(SiO32—)＝2∶11 Al3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－ 2:1：4:12 NH4＋＋OH－=NH3·H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

【解析】試題分析：溶液無色說明溶液中不含Fe3＋；
（1）如果Y是鹽酸，向溶液中加鹽酸，先生成沉淀，當a-b段時，沉淀的量不變化，鹽酸和碳酸根離子反應生成氣體說明溶液中含有CO32—，則溶液中不含鎂離子、鋁離子；當b-c段時沉淀的質量減少，部分沉淀和鹽酸反應，部分沉淀和鹽酸不反應，說明溶液中有硅酸根離子和偏鋁酸根離子，弱酸根離子和銨根離子能雙水解，所以溶液中含有的陽離子是鈉離子；
（2）若Y是氫氧化鈉，向溶液中加氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，當a-b段時，沉淀的量不變化，則a-b段的反應是氫氧化鈉和銨根離子反應生成氣體； b-c段時沉淀的質量減少，部分沉淀和氫氧化鈉反應，部分沉淀不反應，說明溶液中一定有鋁離子和鎂離子，則溶液中不含硅酸根離子、碳酸根離子和偏鋁酸根離子，所以溶液中含有的陰離子是氯離子．

解析：根據以上分析，溶液中含有的陽離子是鈉離子，ab段發生反應是碳酸根離子和氫離子反應生成二氧化碳和水，離子方程式為：CO32-+2H+=H2O+CO2↑；根據圖象知，氫氧化鋁和鹽酸反應需要1v鹽酸，偏鋁酸根離子和硅酸根離子和鹽酸反應需要4V鹽酸，有關反應方程式為：AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓、SiO32-+2H+=H2SiO3↓、Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，根據方程式知，與AlO2-生成Al（OH）3需要鹽酸的體積為 ，SiO32-生成H2SiO3需要鹽酸的體積是 ，AlO2-、SiO32-生成沉淀需要的鹽酸體積比是1:11，n(AlO2—)∶n(SiO32—)＝2∶11；

（2）Y是氫氧化鈉，向溶液中加氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，當a-b段時，沉淀的量不變化，則a-b段的反應是氫氧化鈉和銨根離子反應生成氣體；當b-c段時沉淀的質量減少，所以b-c段是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，部分沉淀不反應，說明溶液中一定有鋁離子和鎂離子，則溶液中不含硅酸根離子、碳酸根離子和偏鋁酸根離子，根據電荷守恒，溶液中含有的陰離子是氯離子；o-a段的反應是鋁離子和鎂離子與氫氧化鈉反應生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀。銨根離子需要氫氧化鈉的體積是2v，氫氧化鋁和氫氧化鈉反應需要氫氧化鈉的體積是1v，則生成氫氧化鋁需要氫氧化鈉的體積是3V，生成氫氧化鎂需要氫氧化鈉的體積是4v-3v=1V，則n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）=1： ：2=2：1：4，根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等知，n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）、n（Cl-）=2：1：4：12，即N（Al3+）：N（Mg2+）：N（NH4+）、N（Cl-）=2：1：4：12；a-b段的反應是氫氧化鈉和銨根離子反應生成氨氣，離子方程式是NH4＋＋OH－=NH3·H2O；b-c段是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應離子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。