Question

18．某溶液中可能含有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Na⁺等阳离子中的一种或几种，当向该溶液中加入NaOH溶液时，产生沉淀的物质的量与所加NaOH物质的量之间的关系如图所示
请回答以下问题：
（1）b、c之间发生反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O．
（2）若该溶液的体积为50mL，则c（Al³⁺）=0.05mol/L．
（3）依据图中数据分析，除Al³⁺外，溶液中还含有的离子有H⁺，Fe³⁺．

Answer 1

分析 加入NaOH后，在0-a段没有生成沉淀，说明溶液中一定存在H⁺，由于后面沉淀生成及沉淀部分溶解可知溶液中一定存在Al³⁺，a-b段生成沉淀消耗了0.6molNaOH，溶液中可能存在Mg²⁺，Fe³⁺，Al³⁺，b-c段沉淀溶解，可知溶液中一定存在Al³⁺，根据图象Al（OH）₃的物质的量与剩余沉淀的物质的量相等，由OH^-～AlO₂^-可知溶解Al（OH）₃消耗了0.1molNaOH，所以生成沉淀消耗了0.3molNaOH，另一种离子生成沉淀的量也消耗了0.3molNaOH，所明另一种离子为3价离子，则为Fe³⁺，
（1）b-c段沉淀溶解，故发生的反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；
（2）由b-c段沉淀溶解，故发生的反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，消耗0.1molNaOH，故消耗0.1molAl（OH）₃，根据铝元素守恒，则n（Al³⁺）=n（Al（OH）₃），据c=$\frac{n}{V}$进行计算；
（3）由题干分析可知．

解答 解：加入NaOH后，在0-a段没有生成沉淀，说明溶液中一定存在H⁺，由于后面沉淀生成及沉淀部分溶解可知溶液中一定存在Al³⁺，a-b段生成沉淀消耗了0.6molNaOH，溶液中可能存在Mg²⁺，Fe³⁺，Al³⁺，b-c段沉淀溶解，可知溶液中一定存在Al³⁺，根据图象Al（OH）₃的物质的量与剩余沉淀的物质的量相等，由OH^-～AlO₂^-可知溶解Al（OH）₃消耗了0.1molNaOH，所以生成沉淀消耗了0.3molNaOH，另一种离子生成沉淀的量也消耗了0.3molNaOH，所明另一种离子为3价离子，则为Fe³⁺，
（1）b-c段沉淀溶解，故发生的反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；
（2）由b-c段沉淀溶解，故发生的反应为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，消耗0.1molNaOH，故消耗0.1molAl（OH）₃，根据铝元素守恒，则n（Al³⁺）=n（Al（OH）₃），则c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.1mol}{0.05L}$=0.05mol/L，故答案为：0.05mol/L；
（3）由以上分析可得溶液中还含有的离子有H⁺，Fe³⁺，故答案为：H⁺，Fe³⁺．

点评 本题考查离子共存、反应图象识别以及离子反应有关计算等，是高考中的常见题型，对学生的综合能力提出了更高的要求，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，难度较大．