Question

【题目】有一无色透明溶液，可能含Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Mg2＋、K＋、OH－、CO32－、Cl－离子中的若干种。现做如下实验：

(1)取少量该溶液，滴入用硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成。

(2)另取部分溶液，加入氢氧化钠，有白色沉淀产生，加入氢氧化钠的量与生成白色沉淀的量可用下图表示。

试推断：

①该溶液中以上离子一定存在的有__________，一定不存在的有__________。

②上述溶液中至少由___________、__________(填化学式)等溶质混合而成，其物质的量比为__________。

③写出图中a→b变化过程的离子方程式_____________________。

④为进一步确定溶液中其他的阳离子，应该补充的实验操作和结论是________。

Answer 1

【答案】(1)Al3＋、Mg2＋、Cl－；Fe3＋、Cu2＋、OH－、CO32-；

(2)AlCl3、MgCl2；1∶1

(3)Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O

(4)用洁净铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色则溶液中含K＋，若没有观察到火焰呈紫色则溶液中不含K＋。

【解析】

试题分析：该溶液为无色透明溶液，则溶液中不含Fe3+、Cu2+，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀，则溶液中存在Cl-；向溶液中加入氢氧化钠溶液，根据图象知，先随着加入氢氧化钠量的增多，沉淀的量增大，当达到一定程度后，再加入氢氧化钠，沉淀的量减少，但最终还有白色沉淀，说明溶液还含有Al3+、Mg2+，则溶液中不含CO32-、OH-；

(1)根据以上分析可知，溶液中一定存在Cl-、Al3+、Mg2+，不存在的离子为Fe3+、Cu2+、OH-、CO32-；故答案为：Cl-、Al3+、Mg2+；Fe3+、Cu2+、OH-、CO32-；

(2)根据(1)分析知，溶液中含有Cl-、Al3+、Mg2+，所以溶液中最少含有两种物质：MgCl2、AlCl3，根据OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O知，n(Al(OH)3)=(3.6-3)mol=0.6mol，根据原子守恒知，n(AlCl3)=n(Al(OH)3)=0.6mol，根据3OH-+Al3+=Al(OH)3↓知，生成氢氧化铝需要n(NaOH)=1.8mol，则生成氢氧化镁需要的n(MaOH)=(3-1.8)mol=1.2mol，根据2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓知，n(Mg2+)=0.6mol，根据原子守恒知，n(MgCl2)=0.6mol，所以n(AlCl3)：n(Mg2+)=0.6mol：0.6mol=1：1，故答案为：MgCl2；AlCl3；1：1；

(3)沉淀溶解过程中发生的反应为：氢氧化铝和氢氧根离子生成偏铝酸根离子和水的反应，离子反应方程式为：OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

(4)溶液中的钾离子无法确定，钾元素的焰色反应为紫色，所以可以通过焰色反应判断是否存在，其操作为：用洁净铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，则溶液中含K+，若没有观察到火焰呈紫色，则溶液中不含K+；故答案为：用洁净铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，则溶液中含K+，若没有观察到火焰呈紫色，则溶液中不含K+。