题目内容

6．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种．
阴离子CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl-
阳离子Al3+、Fe3+、Mg2+、NH4+、Na+
现取该溶液适量，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（V）的关系图所示．（提示：铵根和偏铝酸根不能共存）
（1）若Y是盐酸，则X溶液中一定含有的离子是SiO32-、AlO2-、CO32-、Na+，ab段发生反应的总离子方程式为CO32-+2H+=H2O+CO2↑，图中Oa段与Y溶液反应的离子的物质的量之比为【要标明离子符号，如n（Na+）】．
（2）若Y是NaOH溶液，则ab段反应的离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O； bc段反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．若不考虑离子的水解因素，忽略H+和OH-，且溶液中只存在4种离子，则它们的离子个数比为【要标明离子符号，如n（Na+），按阳离子在前，阴离子在后，高价在前，低价在后得顺序排列】．

分析 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-、AlO2-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；当b-c段时沉淀的质量减少，即部分沉淀和盐酸反应，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，原溶液中有硅酸根离子和偏铝酸根离子，弱酸根离子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+；
（2）若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，当a-b段时，沉淀的量不变化，氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当b-c段时沉淀的质量减少，部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有铝根离子和镁离子，则溶液中不含硅酸根离子、碳酸根离子和偏铝酸根离子，所以溶液中含有的阴离子是氯离子，利用电荷守恒原理求出n（Cl-），然后求解离子个数比．

解答 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-、AlO2-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AlO2-，则oa段发生反应的离子方程式SiO32-+2H+═H2SiO3↓，AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓，由于SiO32-和AlO2-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↓，AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓，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．根据图象知，氢氧化铝和盐酸反应需要1v盐酸，偏铝酸根离子和硅酸根离子和盐酸反应需要盐酸4V盐酸，有关反应方程式为：AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓、SiO32-+2H+=H2SiO3 ↓、Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，根据方程式知，SiO32-生成H2SiO3需要盐酸的体积与AlO2-生成Al（OH）3 需要盐酸的体积之比=$\frac{4-\frac{1}{3}}{2}$=11：2，
故答案为：SiO32-、AlO2-、CO32-、Na+；CO32-+2H+=H2O+CO2↑；n（SiO32-）：n（AlO2-）=11：2；
（2）若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，当a-b段时，沉淀的量不变化，氢氧化钠和铵根离子反应NH4++OH-═NH3•H2O；当b-c段时沉淀的质量减少，部分沉淀和氢氧化钠反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，部分沉淀不反应，说明溶液中有铝根离子和镁离子，则溶液中不含硅酸根离子、碳酸根离子和偏铝酸根离子，所以溶液中含有的阴离子是氯离子，Y是NaOH溶液，和铵根离子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：$\frac{1}{2}$：2=2：1：4，溶液中阴阳离子所带电荷相等知，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，
故答案为：NH4++OH-═NH3•H2O；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；N（Al3+）：N（Mg2+ ）：N（NH4+）、N（Cl- ）=2：1：4：12．

点评 本题考查了溶液中离子的判断，能明确离子的性质是解本题的关键，会根据图象确定溶液中存在的离子及其含量，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．下列关于物质的量浓度表述正确的是（　　）
A．0.3 mol•L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-的总物质的量为0.9 mol
B．当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol•L-1，只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时，其浓度才是1 mol•L-1
C．在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中，如果Na+和SO42-的物质的量相等，则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D．10℃时，100 mL 0.35 mol•L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5g水，冷却到10℃时，其体积小于100 mL，它的物质的量浓度仍为0.35 mol•L-1
17．某学生利用下面实验装置如图1探究盐桥式原电池的工作原理如图2．按照实验步骤依次回答下列问题：

（1）导线中电子流向为a→b（用a、b表示）．
（2）写出装置中锌电极上的电极反应式：Zn-2e-=Zn2+；
（3）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为0.02NA ；（用“NA”表示）
（4）装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是B．
A．盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B．盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C．盐桥中的K+、Cl-都向左侧烧杯移动
D．盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
（5）实验室用惰性电极电解200ml的硝酸银溶液一段时间后，撤去电源，若加入23.2g氧化银恰好使电解液恢复到原来状态，则电解过程中转移电子数为0.2mol；若加入25.0g氢氧化银恰好使电解液恢复到原来状态，则原硝酸银溶液的物质的量浓度为1mol•L-1．
14．向某NaOH溶液中通入CO2气体后 得到溶液M，因CO2通入的量不同，溶液M的组成也不同，若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V（CO2）与加入盐酸的体积V（HCl）的关系如图所示．则下列分析与判断正确的是（不计CO2溶解）（　　）
A．若OB=0，则溶液M为Na2CO3溶液
B．若OB=BC，则形成溶液M所发生反应的离子方程式为OH-+CO2═HCO3-
C．若3OB=BC，则溶液M中c（NaHCO3）=2c（Na2CO3）
D．若OB＞BC，则溶液M中大量存在的阴离子为CO32-和HCO3-
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA
B．标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2均含有0.1NA个氧原子
C．0.1 mol铁在0.1 mol Cl2中充分燃烧，转移的电子数为0.3 NA
D．常温下，1L 0.1 mol•L-1的Na2CO3溶液中含有的离子总数为0.3NA
11．下列说法正确的是（　　）
A．14C与 12C互称同位素；O2与O3是氧元素的同素异形体
B．钢铁生锈主要发生吸氧腐蚀，镀锌铁皮镀层破损后对铁失去保护作用
C．石油的分馏、煤的干馏、电解质溶液导电均属于物理变化
D．SO2和NO2属于酸性氧化物，Na2O和Fe3O4属于碱性氧化物
18．如图，向碱式滴定管和烧杯中分别注入0.2mol•L-1Ba（OH）2溶液和0.1mol•L-1稀硫酸各50mL，并向稀硫酸中滴加几滴石蕊溶液，按如图装置连接好．
（1）按下开关接通电路，观察电流计指针偏转情况．
现象：电流计指针偏转．
结论：氢氧化钡、硫酸为电解质．
（2）挤压碱式滴定管胶管里的玻璃珠向烧杯中滴加Ba（OH）2溶液至过量，观察溶液中的现象和电流计指针的变化情况．
现象：电流计指针逐渐减小，为0，再偏转，生成白色沉淀．
结论：氢氧化钡和稀硫酸发生离子反应．
（3）思考以下几个问题：
①稀硫酸与Ba（OH）2溶液反应的实质是什么？Ba2++2OH-+SO42-+2H+═BaSO4↓+2H2O．
②该实验说明溶液的导电性与离子浓度有关．
③如果把硫酸溶液改为醋酸溶液，Ba（OH）2溶液改为氨水，仍按照上述操作进行实验，将看到的现象是：导电性逐渐增强．
2．氯化砜为无色或浅黄色发烟液体．易挥发，遇水分解，其制取过程的相关反应如下：
S（s）+Cl2（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SCl2 （1）（ I ）
SCl2（1）+SO3（1）=S0Cl2（1）+SO2（g） （ II ）
已知二氯化硫（SC12）熔点-78℃，沸点59℃，下图是实验室由氯气与硫合成二氯化硫的装罝．

（1）仪器组装完成后，首先进行的一步操作是检查装置气密性；防止加热硫粉时；反应前要先排尽系统中空气，此做法目的是防止空气中的氧气与硫粉反应．
（2）装罝B盛放的药品是饱和氯化钠溶液，装罝D中玻璃仪器的名称是蒸馏烧瓶．
（3）实猃时，为防止E中液体挥发，可采取的措施是将锥形瓶放入冰水中冷却．装罝F（盛放碱石灰）有两个作用：一是吸收多余的氯气，另一个是防止空气中水蒸气进入．
（4）工业上以硫黄、液氯和液体三氧化硫为原料，能生产高纯度（99%以上）氯化亚砜，为使三种原料恰好完全反应，三者的物质的量比为1：1：1．
3．科学家冶炼出了纯度高达99.9999%的铁，你估计它不会具有的性质是（　　）
A．在潮湿的空气中放置不易生锈B．硬度比生铁大
C．与2mol/L盐酸的反应生成氢气D．在冷的浓H2SO4溶液中可钝化

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