Question

100mL某无色溶液由H⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、Cl^-等离子中的几种混合组成（不考虑水电离出的离子），向溶液中逐滴加0.5mol/L氢氧化钠溶液直到过量，产生沉淀的情况如图所示．
（1）BC段发生反应的离子方程式是

 

；
（2）溶液中肯定存在的三中阳离子是

 

，其物质的量浓度之比为

 

；
（3）肯定不存在的离子是

 

；
（4）可能存在的离子是

 

，为进一不确定它是否存在，需进行的实验是

 

；
（5）如果溶液中只有三中阳离子，且在B点时，消耗氢氧化钠溶液体积V_NaOH=600mL，有人说据此可推断原来溶液中阴离子浓度，你认为此说法是否正确？如果正确，求阴离子浓度．如果不正确，说明理由．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：该溶液为无色透明溶液，则溶液中不含Fe³⁺，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，开始没有沉淀，所以一定存在：H⁺，然后加入氢氧化钠，沉淀的量逐渐增大，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CO₃^2-；根据电中性原理，一定有Cl^-，根据OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓计算n（Al³⁺）及和铝离子反应的氢氧根离子的物质的量，沉淀量最大时，根据2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓计算镁离子的物质的量，根据电荷守恒，计算氯离子的物质的量．

解答： 解：该溶液为无色透明溶液，则溶液中不含Fe³⁺，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，开始没有沉淀，所以一定存在：H⁺，然后加入氢氧化钠，沉淀的量逐渐增大，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CO₃^2-；根据电中性原理，一定有Cl^-，综合以上内容知道：溶液中一定含有：Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-、H⁺，一定不含有：Fe³⁺、CO₃^2-，可能含有Na⁺．
（1）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，即OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液中一定含有：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，开始阶段，根据OH^-+H⁺=H₂O；3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓；OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、则氢离子、铝离子全部形成沉淀、镁离子消耗的氢氧化钠分别是1体积、3体积、2体积，根据图示知道，三者的物质的量之比是1：1：1，故答案为：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；1：1：1；
（3）肯定不存在的离子是Fe³⁺、CO₃^2-，故答案为：Fe³⁺、CO₃^2-；
（4）可能含有Na⁺，可以进行焰色反应实验来验证，用铂丝蘸取溶液放在火焰上进行焰色反应，火焰焰色呈黄色，则含有钠离子，否则，无钠离子，故答案为：Na⁺；焰色反应实验；
（5）根据OH^-+H⁺=H₂O；3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓；OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，当在B点时，消耗氢氧化钠溶液体积V_NaOH=600mL=0.6L，消耗氢氧化钠的物质的量为0.3mol，所以n（H⁺）=0.05mol=n（Mg²⁺）=n（Al³⁺）=0.05mol，根据电荷守恒，则n（Cl^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=0.05+0.1+0.15=0.3mol，离子浓度是

0.3mol

0.1L

=3mol/L．
答：能确定含有氯离子，离子浓度是3mol/L．

点评：本题考查了镁铝化合物的有关计算，根据溶液的颜色、离子共存等来确定溶液中存在的离子，再结合图象分析溶液中存在物质的含量，注意氢氧化铝的两性，难度中等．