Question

已知某酸性土壤浸取液中除含Fe³⁺外，還含有一定量的Mg²⁺和Al³⁺．請設計合理實驗方案檢驗該浸取液中的Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺．限選實驗用品與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH試紙；浸取液、20%KSCN溶液、0.1mol?L^-1NaOH溶液、6mol?L^-1NaOH溶液、0.1mol?L^-1鹽酸、蒸餾水．必要時可參考：

沉淀物	開始沉淀時的pH	沉淀完全時的pH
Mg（OH）2	9.6	11.1
Fe（OH）3	2.7	3.7

根據你設計的實驗方案，敘述實驗操作、預期現象和結論（測定溶液pH的具體操作可不寫）．

實驗操作	預期現象和結論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
…

Answer 1

分析：取浸取液于試管中，加入NaOH溶液，控制pH在3.7～9.6之間，防止Mg²⁺沉淀，根據有紅褐色沉淀生成判斷Fe³⁺的存在；
取上述上清液于試管中，加入過量的NaOH溶液，根據有白色沉淀生成判斷Mg²⁺的存在；
取浸取液于試管中，加入過量的NaOH溶液，靜置，取上述上清液于試管中，滴加鹽酸，根據先有白色沉淀生成，后白色沉淀溶解判斷Al³⁺的存在．

解答：解：第一步：取浸取液于試管中，加入0.1mol?L^-1NaOH溶液，充分振蕩，用pH試紙測定溶液控制pH在3.7～9.6之間，靜置，有紅褐色沉淀產生，說明浸取液中含有Fe³⁺；
第二部：取上述上清液于試管中，加入過量的6mol?L^-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置，有白色沉淀產生，說明浸取液中含有Mg²⁺；
第三步：另取浸取液于試管中，加入過量的6mol?L^-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置，有白色沉淀產生；
第四步：取上述上清液于試管中，滴加0.1mol?L^-1鹽酸至過量，邊加邊振蕩，有白色沉淀生成，后白色沉淀溶解，說明Al³⁺的存在
故答案為：

實驗步聚	實驗操作	預期現象和結論
第一步	取浸取液于試管中，加入0.1mol?L-1NaOH溶液，充分振蕩，用pH試紙測定溶液控制pH在3.7～9.6之間，靜置	有紅褐色沉淀產生，說明浸取液中含有Fe3+
第二步	取上述上清液于試管中，加入過量的6mol?L-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置	有白色沉淀產生，說明浸取液中含有Mg2+
第三步	另取浸取液于試管中，加入過量的6mol?L-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置	有白色沉淀產生，
第四步	取上述上清液于試管中，滴加0.1mol?L-1鹽酸至過量，邊加邊振蕩	有白色沉淀生成，后白色沉淀溶解，說明Al3+的存在

點評：本題考查離子檢驗、實驗方案的設計等，難度中等，是對學生綜合能力的考查，注意利用沉淀法控制pH防止Mg²⁺沉淀．