Question

3．某溶液中可能含有OH^-，CO₃^2-，AlO₂^-，SiO₃^2-，SO₄^2-，K⁺，Na⁺，Fe³⁺，Mg²⁺，Al³⁺等离子，当向溶液中逐滴加入一定物质的量的盐酸时，生成沉淀物质的量与加入盐酸体积的关系如图，下列说法中不正确的是（　　）

• A． 原溶液肯定含有OH^-，CO₃^2-，AlO₂^-，SiO₃^2-
• B． K⁺和Na⁺至少含有其中一种
• C． n（CO₃^2-）：n（AlO₂^-）=3：2
• D． a值肯定大于$\frac{4}{3}$

Answer 1

分析 依据图象分析可知，开始无沉淀生成说明加入的盐酸和溶液中的OH^-反应，则与氢氧根离子反应的离子不能共存：Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；然后反应生成沉淀逐渐增大，说明是AlO₂^-和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO₃^2-离子，反应完后继续加入盐酸，沉淀逐渐减小，到不再改变，进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀，氢氧化铝沉淀溶于盐酸，最后剩余沉淀为硅酸；硫酸根离子不能确定存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中至少含有K⁺、Na⁺离子中的一种．

解答 解：由图象可知，开始加入HCl时无沉淀生成，说明加入的HCl与溶液中OH^-的反应，则溶液中一定不会存在与氢氧根离子发生反应的离子：Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；之后开始生成沉淀且反应生成沉淀逐渐增大，说明溶液中存在AlO₂^-、SiO₃^2-，继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO₃^2-离子，碳酸根离子反应完后继续加入盐酸，沉淀逐渐减小，到不再改变，进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀，氢氧化铝沉淀溶于盐酸，最后剩余沉淀为硅酸；硫酸根离子不能确定存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中至少含有K⁺、Na⁺离子中的一种离子，
A、依据判断原溶液中一定含有的离子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故A正确；
B、依据判断原溶液中一定含有的离子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，至少含有K⁺、Na⁺离子中的一种离子，不能确定是否含有钠离子，故B正确；
C、依据图象可知和碳酸根离子反应的盐酸为2体积，CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O 氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；原溶液中含有CO₃^2-与AlO₂^-的物质的量之比为3：4，故C错误；
D、根据图中信息，消耗4体积的盐酸将氢氧化铝完全溶解，根据AlO₂^-～Al（OH）₃～3H⁺，所以，所以将偏铝酸根转化为沉淀消耗的盐酸是可以认为是$\frac{4}{3}$，但是硅酸根离子也会消耗盐酸形成硅酸沉淀，即a值肯定大于$\frac{4}{3}$，故D正确．
故选C．

点评 本题考查了离子检验的方法应用，图象分析判断是解题关键，硅酸根离子、偏铝酸根离子和酸反应生成沉淀，氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸是解题关键．