Question

有一無色透明溶液，可能含Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Na⁺、CO

2- 3

、Cl^-、NO

- 3

等離子中的若干種．現(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn)：
（1）取少量該溶液，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，加入氫氧化鈉，有白色沉淀產(chǎn)生，加入氫氧化鈉的量與生成白色沉淀的量可用如圖表示．
試推斷：
（1）該溶液中一定存在

 

，一定不存在

 

．
（2）上述溶液中至少有

 

、

 

（填化學(xué)式）等物質(zhì)混合而成；其物質(zhì)的量比為

 

．
（3）寫出圖中a→b變化過程的離子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）該溶液為無色透明溶液，則溶液中不含F(xiàn)e³⁺，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，則溶液中存在Cl^-，向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)圖象知，先隨著加入氫氧化鈉量的增多，沉淀的量增大，當(dāng)達(dá)到一定程度后，再加入氫氧化鈉，沉淀的量減少，但最終還有白色沉淀，說明溶液還含有Al³⁺、Mg²⁺，則溶液中不含CO₃^2-；
（2）根據(jù)OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓計(jì)算n（Al³⁺）及和鋁離子反應(yīng)的氫氧根離子的物質(zhì)的量，沉淀量最大時(shí)，根據(jù)2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓計(jì)算鎂離子的物質(zhì)的量；
（3）沉淀溶解過程中發(fā)生的反應(yīng)為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應(yīng)．

解答：解：（1）該溶液為無色透明溶液，則溶液中不含呈黃色的Fe³⁺，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明加入溶液過程中生成了氯化銀白色沉淀，則則溶液中存在Cl^-，向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)圖象知，隨著加入氫氧化鈉量的增多，沉淀的量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定程度后，再加入氫氧化鈉溶液，沉淀的量減少，說明加入氫氧化鈉溶液過程中生成偏鋁酸鈉，因?yàn)樽罱K還有白色沉淀，說明溶液不僅含有Al³⁺還含有Mg²⁺，根據(jù)離子共存知，溶液中不含CO₃^2-，所以溶液中一定存在Cl^-、Al³⁺、Mg²⁺，不存在CO₃^2-、Fe³⁺，
故答案為：Cl^-、Al³⁺、Mg²⁺；CO₃^2-、Fe³⁺；
（2）根據(jù)（1）分析知，溶液中含有Cl^-、Al³⁺、Mg²⁺，所以溶液中最少含有兩種物質(zhì)：MgCl₂、AlCl₃，根據(jù)OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O知，n（Al（OH）₃ ）=（3.6-3）mol=0.6mol，根據(jù)原子守恒知，n（AlCl₃）=n（Al（OH）₃ ）=0.6mol，根據(jù)3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃ ↓知，生成氫氧化鋁需要n（NaOH）=1.8mol，則生成氫氧化鎂需要的n（MaOH）=（3-1.8）mol=1.2mol，根據(jù)2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂ ↓知，n（Mg²⁺）=0.6mol，根據(jù)原子守恒知，n（MgCl₂）=0.6mol，所以n（AlCl₃）：n（Mg²⁺）=0.6mol：0.6mol=1：1，
故答案為：MgCl₂、AlCl₃；1：1；
（3）沉淀溶解過程中發(fā)生的反應(yīng)為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了鎂鋁化合物的有關(guān)計(jì)算，根據(jù)溶液的顏色、離子共存等來確定溶液中存在的離子，再結(jié)合圖象分析溶液中存在物質(zhì)的含量，注意氫氧化鋁的兩性，難度中等．