Question

某溶液中可能含有OH^-、CO₃^2-、AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₄^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺等離子．當向該溶液中加入一定物質的量濃度的鹽酸時，發現生成沉淀物質的量隨鹽酸的體積變化如圖所示．由此可知原溶液中（　　）

• A、不含SO₄^2-
• B、含有的陰離子一定是OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-
• C、含有的陰離子一定是OH^-、CO₃^2-、AlO₂^-、SiO₃^2-
• D、含有AlO₂^-與SiO₃^2-的物質的量之比為3：1

Answer 1

分析：依據圖象分析可知，開始無沉淀生成說明加入的鹽酸和溶液中的OH^-反應，則與氫氧根離子反應的離子不能共存：Mg²⁺、Al³⁺；然后反應生成沉淀逐漸增大，說明是AlO₂^-和氫離子反應生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，繼續加入鹽酸沉淀量不變，消耗鹽酸的離子只能是CO₃^2-離子，反應完后繼續加入鹽酸，沉淀逐漸減小，到不再改變，進一步證明沉淀是氫氧化鋁和硅酸沉淀，氫氧化鋁沉淀溶于鹽酸，最后剩余沉淀為硅酸；硫酸根離子不能確定是否存在，但根據溶液的電中性可知，溶液中一定存在Na⁺離子，據此進行解答．

解答：解：由圖象可知，開始加入HCl時無沉淀生成，說明加入的HCl與溶液中OH^-的反應，則溶液中一定不會存在與氫氧根離子發生反應的離子：Mg²⁺、Al³⁺；之后開始生成沉淀且反應生成沉淀逐漸增大，說明溶液中存在AlO₂^-、SiO₃^2-，繼續加入鹽酸沉淀量不變，消耗鹽酸的離子只能是CO₃^2-離子，碳酸根離子反應完后繼續加入鹽酸，沉淀逐漸減小，直至沉淀的物質的量不再改變，進一步證明沉淀是氫氧化鋁和硅酸沉淀，氫氧化鋁沉淀溶于鹽酸，最后剩余沉淀為硅酸；硫酸根離子不能確定存在，但根據溶液的電中性可知，溶液中一定存在Na⁺離子，
A．根據分析可知，無法判斷溶液中是否存在硫酸根離子，故A錯誤；
B．依據推斷可知原溶液中一定含有的陰離子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故B錯誤；
C．根據以上分析可知，元溶液中一定存在的陰離子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故C正確；
D．設鹽酸的濃度為c，氫氧化鋁溶解消耗的鹽酸體積為4體積，氯化氫的物質的量為4c，根據反應Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，鋁離子的物質的量為

1

3

×4c；AlO₂^-、SiO₃^2-生成氫氧化鋁、硅酸沉淀，總共消耗了2體積的鹽酸，其中偏鋁酸根離子生成氫氧化鋁沉淀消耗的鹽酸的體積為：

4c 3

c

=

4

3

體積，則硅酸消耗的鹽酸的體積為：2-

4

3

=

2

3

體積，根據反應關系式SiO₃^2-～2HCl，硅酸根離子的物質的量為：

1

2

×

2

3

c=

1

3

c，所以原溶液中含有AlO₂^-與SiO₃^2-的物質的量之比為：

4

3

c：

1

3

c=4：1，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查了離子檢驗的方法應用，圖象分析判斷是解題關鍵，硅酸根離子、偏鋁酸根離子和酸反應生成沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸是解題關鍵，選項D為難點和易錯點，注意掌握求算方法．