Question

有一無色透明溶液，可能含Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Na⁺、CO₃^2-、Cl^-、NO₃^-等離子中的若干種．現做如下實驗：
一、取少量該溶液，滴入用硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．
二、另取部分溶液，加入氫氧化鈉，有白色沉淀產生，加入氫氧化鈉的量與生成白色沉淀的量可用下圖表示．
試推斷：
（1）該溶液中一定存在

 

，一定不存在

 

．
（2）由圖可知白色沉淀共有

 

種，分別是

 

（填化學式），其物質的量比為

 

．
（3）寫出圖中ab變化過程的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質檢驗鑒別題

分析：（1）該溶液為無色透明溶液，則溶液中不含Fe³⁺，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液產生白色沉淀，則溶液中存在Cl^-；向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據圖象知，先隨著加入氫氧化鈉量的增多，沉淀的量增大，當達到一定程度后，再加入氫氧化鈉，沉淀的量減少，但最終還有白色沉淀，說明溶液還含有Al³⁺、Mg²⁺，根據離子共存可知，原溶液中一定不含CO₃^2-；
（2）根據分析可知，白色沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂的混合物；根據OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓計算n（Al³⁺）及和鋁離子反應的氫氧根離子的物質的量，結合沉淀量最大時消耗的氫氧化鈉的物質的量及反應2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓計算鎂離子的物質的量；
（3）沉淀溶解過程中發(fā)生的反應為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應．

解答： 解：（1）該溶液為無色透明溶液，則溶液中不含呈黃色的Fe³⁺，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液產生白色沉淀，說明加入溶液過程中生成了氯化銀白色沉淀，則則溶液中存在Cl^-，向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據圖象知，隨著加入氫氧化鈉量的增多，沉淀的量逐漸增大，當達到一定程度后，再加入氫氧化鈉溶液，沉淀的量減少，說明加入氫氧化鈉溶液過程中生成偏鋁酸鈉，因為最終還有白色沉淀，說明溶液不僅含有Al³⁺還含有Mg²⁺，根據離子共存知，溶液中不含CO₃^2-，所以溶液中一定存在Cl^-、Al³⁺、Mg²⁺，不存在CO₃^2-、Fe³⁺，
故答案為：Cl^-、Al³⁺、Mg²⁺；CO₃^2-、Fe³⁺；
（2）根據（1）分析知，生成的白色沉淀有兩種，分別為Al（OH）₃、Mg（OH）₂；
根據OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O知，n[Al（OH）₃]=（3.6-3）mol=0.6mol，根據原子守恒知，n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.6mol，
根據3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓知，生成氫氧化鋁需要氫氧化鈉的物質的量為：n（NaOH）=1.8mol，
則生成氫氧化鎂需要的氫氧化鈉的物質的量為：n（NaOH）=（3-1.8）mol=1.2mol，
根據2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓知，n（Mg²⁺）=0.6mol，
根據原子守恒知，n[Mg（OH）₂]=0.6mol，
所以n[Mg（OH）₂]：n[Al（OH）₃]=0.6mol：0.6mol=1：1，
故答案為：2；Al（OH）₃、Mg（OH）₂；1：1；
（3）沉淀溶解過程中發(fā)生的反應為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應，離子反應方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．

點評：本題考查了常見離子的檢驗、鎂鋁化合物的有關計算，題目難度中等，根據溶液的顏色、離子共存等來確定溶液中存在的離子，再結合圖象分析溶液中存在物質的含量，注意明確氫氧化鋁具有兩性．