Question

某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-、HCO₃^-等離子．當(dāng)向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時，發(fā)現(xiàn)生成沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化的圖象如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A、原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物質(zhì)的量之比為1：1
• B、ab段發(fā)生的離子反應(yīng)為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓
• C、原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺
• D、d點溶液中含有的溶質(zhì)只有Na₂SO₄

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,離子共存問題

專題：離子反應(yīng)專題

分析：加入氫氧化鈉溶液后，在0-a段沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在氫離子或碳酸氫根離子，由于后面有沉淀生成及部分沉淀溶解可知，一定存在氫離子；a-b段生成沉淀消耗了6a體積氫氧化鈉，溶液中可能存在Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，根據(jù)c-d段部分沉淀溶解，可知一定存在鋁離子，根據(jù)圖象Al（OH）₃的物質(zhì)的量與剩余的沉淀的物質(zhì)的量相等，由OH^-～AlO₂^-可知消耗溶解氫氧化鋁消耗了1體積氫氧化鈉，所以生成氫氧化鋁沉淀消耗了3體積氫氧化鈉，另一種離子生成的沉淀的量與消耗的氫氧化鈉與鋁離子相同，說明另一種離子為3價離子，則為鐵離子；
b-c段沉淀的物質(zhì)的量不變，說明氫氧根離子與銨離子發(fā)生了反應(yīng)，即溶液中一定存在銨離子；
A、根據(jù)以上分析判斷溶液中一定存在的離子、鐵離子與鋁離子物質(zhì)的量之比；
B、ab段為鐵離子、鋁離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀；
C、根據(jù)分析判斷溶液中一定不存在鎂離子，一定存在鐵離子，鈉離子無法確定；
D、d點氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉．

解答： 解：加入0-a段，加入氫氧化鈉溶液后沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在氫離子或碳酸氫根離子，由于后面有沉淀生成及部分沉淀溶解可知，溶液中一定存在鋁離子，所以一定不存在碳酸氫根離子，因此一定存在氫離子；
a-b段生成沉淀消耗了6體積氫氧化鈉，溶液中可能存在Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，根據(jù)c-d段部分沉淀溶解，可知一定存在Al³⁺，根據(jù)圖象氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量與剩余的沉淀的物質(zhì)的量相等，由OH^-～AlO₂^-可知消耗溶解氫氧化鋁消耗了a體積氫氧化鈉，所以生成氫氧化鋁沉淀消耗了3體積氫氧化鈉，另一種離子生成的沉淀的量與消耗的氫氧化鈉與鋁離子相同，說明另一種離子為+3價離子，只能為鐵離子，故原溶液中一定不存在鎂離子；
再由b-c段沉淀的物質(zhì)的量不變，說明氫氧根離子與銨離子發(fā)生了反應(yīng)，即溶液中一定存在銨離子；
再根據(jù)溶液呈電中性可知，溶液中一定存在硫酸根離子，
A、根據(jù)圖象可知生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解消耗了1體積的氫氧化鈉，所以生成氫氧化鋁需要消耗3體積的NaOH溶液，還有3體積的NaOH溶液一定是被Fe³⁺消耗，即鐵離子與鋁離子消耗的氫氧化鈉溶液的體積相同，故原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物質(zhì)的量之比為1：1，故A正確；
B、根據(jù)以上分析可知，ab段發(fā)生的離子反應(yīng)為鐵離子、鋁離子與氫氧根離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，故B錯誤；
C、原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺，一定不存在鎂離子，可能存在鈉離子，故C錯誤；
D、d點氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以溶液中含有的溶質(zhì)為Na₂SO₄、NaAlO₂，故D錯誤；
故選A．

點評：本題考查了離子檢驗的方法應(yīng)用，題目難度中等，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強堿是解題關(guān)鍵，本題難點在于如何根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)判斷鐵離子的存在．