Question

【题目】某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种

阳离子	H+、Na+、Al3+、Fe3+、NH4+、Mg2+
阴离子	OH-、CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl-

现取适量该溶液，向其中加入某试剂Y，产生沉淀物质的量(n)与加入试剂的体积(V)关系如图所示：

（1）若Y是盐酸，所得到的关系图如甲图所示，则X中一定含有的阴离子是______，X中一定存在的几种阴离子物质的量之比为____(按题干表格中阴离子出现的顺序写比例顺序）；ab段发生反应的离子方程式为_________________；cd段发生的反应的离子方程式为______________。

（2）若Y是NaOH溶液，所得到的关系图如乙用所示，X中一定含有的阳离子是_______；ab段发生反应的离子________________；bc段发生反应的离子为________________；cd段发生反应的离子方程式为______________。

Answer 1

【答案】 OH-、CO32-、SiO32-、AlO2- 3:1:1:1 SiO32-+2H+=H2SiO3↓ AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+=AlO2-+2H2O H+、Al3+、NH4+、Mg2+ Al3+、Mg2+ NH4+ Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O

【解析】（1）无色稀溶液X中不会含有Fe3+，加入盐酸后没有立即产生沉淀，说明含有OH-。沉淀达到最大值后不再发生变化，说明溶液中含有CO32-。然后沉淀开始减少，但没有完全消失，说明形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，所以溶液中一定存在SiO32-、AlO2-，根据以上分析可知一定不能大量存在H+、Al3+、Mg2+、NH4+，根据电荷守恒可知一定存在Na+。根据图像可知消耗氢氧根需要3体积盐酸，产生沉淀需要3体积盐酸，与碳酸根反应需要2体积盐酸，溶解氢氧化铝需要3体积盐酸，则产生氢氧化铝沉淀需要1体积盐酸，因此产生硅酸沉淀需要1体积盐酸，所以OH-、AlO2-、SiO32-、CO32-物质的量之比为3:1:1:1；ab段发生反应的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓、AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓；cd段发生的反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=AlO2-+2H2O。（2）无色稀溶液X中不会含有Fe3+，若Y是NaOH溶液，加入氢氧化钠后不立即产生沉淀，说明含有H+，所以不能大量存在氢氧根。沉淀达到最大值后不再发生变化，说明还含有NH4+。继续加入氢氧化钠沉淀开始减少，但不能完全溶解，说明沉淀是氢氧化铝和氢氧化镁，即一定含有Al3+、Mg2+，所以CO32-、SiO32-、AlO2-一定不能存在，根据溶液显电中性可知Cl-一定存在。根据以上分析可知ab段发生反应的离子为Al3+、Mg2+；bc段发生反应的离子为NH4+；cd段发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O。