Question

19．某無(wú)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${\;}_{3}^{2-}$、SiO${\;}_{3}^{2-}$、AlO${\;}_{3}^{-}$、Cl-
陽(yáng)離子	Al3+、Fe3+、Mg2+、NH${\;}_{4}^{+}$、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．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 若Y是鹽酸，則X中一定含有CO${\;}_{3}^{2-}$、SiO${\;}_{3}^{2-}$、AlO${\;}_{2}^{-}$和NH${\;}_{4}^{+}$
• B． 若Y是NaOH溶液，則X中一定含有Al³⁺、Fe³⁺、NH${\;}_{4}^{+}$、Cl^-
• C． 若Y是NaOH溶液，則ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH${\;}_{4}^{+}$+OH^-=NH₃↑+H₂O
• D． 若Y是NaOH溶液，則X中的Al³⁺、Mg²⁺、NH${\;}_{4}^{+}$物質(zhì)的量之比為2：1：4

Answer 1

分析 溶液無(wú)色說(shuō)明溶液中不含F(xiàn)e³⁺；
（1）如果Y是鹽酸，向溶液中加鹽酸，先生成沉淀，則溶液中可能含SiO₃^2-、AlO₂^-或兩者中的一種，即生成的沉淀為H₂SiO₃、Al（OH）₃或兩者中的一種，則溶液中不含Al³⁺、Mg²⁺；當(dāng)a-b段時(shí)，沉淀的量不變化，發(fā)生的是鹽酸和碳酸根離子反應(yīng)生成氣體；當(dāng)b-c段時(shí)沉淀的質(zhì)量減少，即部分沉淀和鹽酸反應(yīng)，部分沉淀和鹽酸不反應(yīng)，說(shuō)明生成的沉淀既有H₂SiO₃又有Al（OH）₃，原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，所以溶液中不含NH₄⁺，含有的陽(yáng)離子是Na⁺；
（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(shí)，沉淀的量不變化，氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氣體；當(dāng)b-c段時(shí)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(shuō)明溶液中有鋁根離子和鎂離子，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．

解答 解：溶液無(wú)色說(shuō)明溶液中不含F(xiàn)e³⁺；
（1）如果Y是鹽酸，向溶液中加鹽酸，先生成沉淀，則溶液中可能含SiO₃^2-、AlO₂^-或兩者中的一種，即生成的沉淀為H₂SiO₃、Al（OH）₃或兩者中的一種，則溶液中不含Al³⁺、Mg²⁺；當(dāng)a-b段時(shí)，沉淀的量不變化，發(fā)生的是鹽酸和碳酸根離子反應(yīng)生成氣體：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；當(dāng)b-c段時(shí)沉淀的質(zhì)量減少，即部分沉淀和鹽酸反應(yīng)：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，部分沉淀和鹽酸不反應(yīng)，說(shuō)明生成的沉淀既有H₂SiO₃又有Al（OH）₃，原溶液中有SiO₃^2-和AlO₂^-，則oa段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式SiO₃^2-+2H⁺═H₂SiO₃↓，AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，由于SiO₃^2-和AlO₂^-和銨根離子能雙水解，所以溶液中不含NH₄⁺，含有的陽(yáng)離子是Na⁺．
則X中一定含有的離子是CO₃^2-、SiO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺，oa段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式SiO₃^2-+2H⁺═H₂SiO₃↓，AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，bc段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．
綜上可知含有的離子為：CO₃^2-、SiO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺；
（2）若Y是氫氧化鈉，向溶液中加氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，溶液中可能含Al³⁺、Mg²⁺或兩者中的一種，由于弱堿陽(yáng)離子和弱酸根會(huì)雙水解而不能共存，即溶液中不含CO₃^2-、SiO₃^2-、AlO₂^-，由于溶液一定要保持電中性，故溶液中一定含Cl^-；當(dāng)a-b段時(shí)，沉淀的量不變化，是氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氣體：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，即溶液中含NH₄⁺；當(dāng)b-c段時(shí)沉淀的質(zhì)量減少但沒(méi)有完全溶解，即部分沉淀和氫氧化鈉反應(yīng)，部分沉淀不反應(yīng)，說(shuō)明溶液中有Al³⁺、Mg²⁺，即bc段的反應(yīng)為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
綜上可知，X中一定含有的離子是Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-；
A．由分析可知，若Y是鹽酸，則X中一定含有：CO₃^2-、SiO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺，故A錯(cuò)誤；
B．若Y是氫氧化鈉，X中一定含有的離子是Al³⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-，沒(méi)有Fe³⁺，故B錯(cuò)誤；
C．若Y是NaOH溶液，當(dāng)a-b段時(shí)，沉淀的量不變化，是氫氧化鈉和銨根離子反應(yīng)生成氣體：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，故C錯(cuò)誤；
D．與銨根離子反應(yīng)需要?dú)溲趸�鈉的體積是2v，氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)需要?dú)溲趸�鈉的體積是1v，則生成氫氧化鋁需要?dú)溲趸�鈉的體積是3V，生成氫氧化鎂需要?dú)溲趸�鈉的體積是1V，則n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（NH₄⁺）=1：$\frac{1}{2}$：2=2：1：4，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子檢驗(yàn)及離子反應(yīng)，根據(jù)溶液的顏色結(jié)合題給圖象確定溶液中存在的離子，再結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來(lái)確定微粒的量，同時(shí)考查學(xué)生思維的縝密性、考慮問(wèn)題的全面性，題目較難．