Question

某溶液中可能含有H⁺、K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、I^-、CO₃^2-等离子，当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示，由此可知：
（1）该溶液中肯定含有的阳离子是

 

，且各离子物质的量之比为

 

；肯定不含的阳离子是

 

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（2）取部分原溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．过滤除去沉淀后，向滤液中滴入几滴氯水，再加入少量四氯化碳，振荡后静置，四氯化碳呈紫色．则原溶液中肯定存在的阴离子是

 

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（3）写出在线段cd时反应的离子方程式

 

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Answer 1

考点：常见阳离子的检验,离子共存问题,常见阴离子的检验

专题：离子反应专题

分析：（1）根据图象第一段，没有生成沉淀，说明一定含有氢离子，酸碱中和反应是一切反应的优先反应，生成沉淀在后面完全溶解，说明一定含有铝离子，肯定不含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，根据第三段，和氢氧化钠反应不产生沉淀，说明一定含有铵根离子；根据坐标得与氢离子反应的氢氧化钠为2体积，生成沉淀用了3体积的氢氧化钠，与铵根反应用了3体积氢氧化钠，依据图象定量关系，结合反应需要的氢氧化钠的量，计算各离子物质的量之比；
（2）取部分原溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明含有SO₄^2-；向滤液中滴入几滴氯水，再加入少量四氯化碳，振荡后静置，四氯化碳呈紫色，说明生成的单质碘，故含有I^-；
（3）c-d段为氢氧化铝沉淀溶解与氢氧化钠，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水．

解答： 解：（1）根据0-a段，没有生成沉淀，说明一定含有氢离子，酸碱中和反应是一切反应的优先反应，生成沉淀在后面完全溶解，说明一定含有铝离子，肯定不含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，根据b-c段，和氢氧化钠反应不产生沉淀，说明一定含有铵根离子；即原溶液中含有的阳离子是H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，肯定不含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、CO₃^2-；根据坐标得与氢离子反应的氢氧化钠为2体积，生成沉淀用了3体积的氢氧化钠，与铵根反应用了3体积氢氧化钠，故H⁺、NH₄⁺、Al³⁺的物质的量之比为2：3：1，
故答案为：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，2：3：1，Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；
（2）取部分原溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明含有SO₄^2-；向滤液中滴入几滴氯水，再加入少量四氯化碳，振荡后静置，四氯化碳呈紫色，说明生成的单质碘，故含有I^-，
故答案为：SO₄^2-、I^-；
（3）c-d段为氢氧化铝沉淀溶解与氢氧化钠，方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

点评：本题是一道有关离子检验的综合知识题目，考查角度很广，难度较大．