Question

【題目】某無色稀溶液X中，可能含有如表所列離子中的某幾種。

陰離子	CO、SiO、AlO、Cl－
陽離子	Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋

取該溶液適量，向其中加入某試劑Y，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入試劑體積(V)的關(guān)系如圖所示。

（1）若Y是鹽酸，則溶液中含有的陽離子是______ ，ab段發(fā)生反應(yīng)的總離子方程式為____________, Oa段上表中參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量之比為________________________。

[要標(biāo)明離子符號，如n（Fe3+）]．

（2）若Y是NaOH溶液，則X中一定含有上表中的離子是________________________，它們的離子個數(shù)比為______________________________，[按陽離子在前，陰離子在后，高價在前，低價在后的順序排列]．a(chǎn)b段反應(yīng)的離子方程式為______________________________， bc段反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

Answer 1

【答案】 Na+ 2H＋＋CO32—=H2O＋CO2↑ n(AlO2—)∶n(SiO32—)＝2∶11 Al3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－ 2:1：4:12 NH4＋＋OH－=NH3·H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

【解析】試題分析：溶液無色說明溶液中不含Fe3＋；
（1）如果Y是鹽酸，向溶液中加鹽酸，先生成沉淀，當(dāng)a-b段時，沉淀的量不變化，鹽酸和碳酸根離子反應(yīng)生成氣體說明溶液中含有CO32—，則溶液中不含鎂離子、鋁離子；當(dāng)b-c段時沉淀的質(zhì)量減少，部分沉淀和鹽酸反應(yīng)，部分沉淀和鹽酸不反應(yīng)，說明溶液中有硅酸根離子和偏鋁酸根離子，弱酸根離子和銨根離子能雙水解，所以溶液中含有的陽離子是鈉離子；
（2）若Y是氫氧化鈉，向溶液中加氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，當(dāng)a-b段時，沉淀的量不變化，則a-b段的反應(yīng)是氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氣體； b-c段時沉淀的質(zhì)量減少，部分沉淀和氫氧化鈉反應(yīng)，部分沉淀不反應(yīng)，說明溶液中一定有鋁離子和鎂離子，則溶液中不含硅酸根離子、碳酸根離子和偏鋁酸根離子，所以溶液中含有的陰離子是氯離子．

解析：根據(jù)以上分析，溶液中含有的陽離子是鈉離子，ab段發(fā)生反應(yīng)是碳酸根離子和氫離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，離子方程式為：CO32-+2H+=H2O+CO2↑；根據(jù)圖象知，氫氧化鋁和鹽酸反應(yīng)需要1v鹽酸，偏鋁酸根離子和硅酸根離子和鹽酸反應(yīng)需要4V鹽酸，有關(guān)反應(yīng)方程式為：AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓、SiO32-+2H+=H2SiO3↓、Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，根據(jù)方程式知，與AlO2-生成Al（OH）3需要鹽酸的體積為 ，SiO32-生成H2SiO3需要鹽酸的體積是 ，AlO2-、SiO32-生成沉淀需要的鹽酸體積比是1:11，n(AlO2—)∶n(SiO32—)＝2∶11；

（2）Y是氫氧化鈉，向溶液中加氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，當(dāng)a-b段時，沉淀的量不變化，則a-b段的反應(yīng)是氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氣體；當(dāng)b-c段時沉淀的質(zhì)量減少，所以b-c段是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，部分沉淀不反應(yīng)，說明溶液中一定有鋁離子和鎂離子，則溶液中不含硅酸根離子、碳酸根離子和偏鋁酸根離子，根據(jù)電荷守恒，溶液中含有的陰離子是氯離子；o-a段的反應(yīng)是鋁離子和鎂離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀。銨根離子需要氫氧化鈉的體積是2v，氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)需要氫氧化鈉的體積是1v，則生成氫氧化鋁需要氫氧化鈉的體積是3V，生成氫氧化鎂需要氫氧化鈉的體積是4v-3v=1V，則n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）=1： ：2=2：1：4，根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等知，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；a-b段的反應(yīng)是氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氨氣，離子方程式是NH4＋＋OH－=NH3·H2O；b-c段是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)離子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。