Question

【题目】某无色稀溶液X中，可能含有如表所列离子中的某几种．取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量（n）与加入试剂体积（y）的关系如图所示．下列说法正确的是（ ）

阴离子	CO32﹣、SiO32﹣、[Al（OH）4]﹣、Cl﹣
阳离子	Al3+、Fe3+、Mg2+、NH4+、Na+

A.若Y是盐酸，则X中一定含有CO32﹣、SiO32﹣、[Al（OH）4]﹣和NH4+
B.若Y是NaOH溶液，则X中一定含有A13+、Fe3+、NH4+、Cl﹣
C.若Y是NaOH溶液，则ab段发生反应的离子方程式为：NH4++OH﹣═NH3↑+H2O
D.若Y是NaOH溶液，则X中的Al3+、Mg2+、NH4+物质的量之比为2：1：4

Answer 1

【答案】D
【解析】解：溶液无色说明溶液中不含Fe3+；（1）如果Y是盐酸，向溶液中加盐酸，先生成沉淀，则溶液中可能含SiO32﹣、[Al（OH）4]﹣或两者中的一种，即生成的沉淀为H2SiO3、Al（OH）3或两者中的一种，则溶液中不含Al3+、Mg2+；当a﹣b段时，沉淀的量不变化，发生的是盐酸和碳酸根离子反应生成气体：CO32﹣+H+═HCO3﹣ ， HCO3﹣+H+═H2O+CO2↑；当b﹣c段时沉淀的质量减少，即部分沉淀和盐酸反应：Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O，部分沉淀和盐酸不反应，说明生成的沉淀既有H2SiO3又有Al（OH）3 ， 原溶液中有SiO32﹣和[Al（OH）4]﹣ ， 则oa段发生反应的离子方程式SiO32﹣+2H+═H2SiO3↓，[Al（OH）4]﹣+H+═Al（OH）3↓+H2O，由于SiO32﹣和[Al（OH）4]﹣和铵根离子能双水解，所以溶液中不含NH4+ ， 含有的阳离子是Na+ ． 则X中一定含有的离子是CO32﹣、SiO32﹣、AlO2﹣、Na+ ， oa段发生反应的离子方程式SiO32﹣+2H+═H2SiO3↓，[Al（OH）4]﹣+H+═Al（OH）3↓+H2O，ab段发生反应的离子方程式CO32﹣+H+═HCO3﹣ ， HCO3﹣+H+═H2O+CO2↑，bc段发生反应的离子方程式：Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O．
综上可知含有的离子为：CO32﹣、SiO32﹣、AlO2﹣、Na+；（2）若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，溶液中可能含Al3+、Mg2+或两者中的一种，由于弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存，即溶液中不含CO32﹣、SiO32﹣、[Al（OH）4]﹣ ， 由于溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl﹣；当a﹣b段时，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体：NH4++OH﹣═NH3H2O，即溶液中含NH4+；当b﹣c段时沉淀的质量减少但没有完全溶解，即部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有Al3+、Mg2+ ， 即bc段的反应为：Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O．
综上可知，X中一定含有的离子是Al3+、Mg2+、NH4+、Cl﹣；
A．由分析可知，若Y是盐酸，则X中一定含有：CO32﹣、SiO32﹣、AlO2﹣、Na+ ， 故A错误；
B．若Y是氢氧化钠，X中一定含有的离子是Al3+、Mg2+、NH4+、Cl﹣ ， 没有Fe3+ ， 故B错误；
C．若Y是NaOH溶液，当a﹣b段时，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体：NH4++OH﹣═NH3H2O，故C错误；
D．与铵根离子反应需要氢氧化钠的体积是2v，氢氧化铝和氢氧化钠反应需要氢氧化钠的体积是1v，则生成氢氧化铝需要氢氧化钠的体积是3V，生成氢氧化镁需要氢氧化钠的体积是1V，则n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）=1： ：2=2：1：4，故D正确．
故选D．