Question

某溶液中可能含有H⁺、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(shí)，發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液的體積變化如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A、d點(diǎn)溶液中含有的溶質(zhì)只有Na₂SO₄
• B、原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物質(zhì)的量之比為1：1
• C、ab段發(fā)生的離子反應(yīng)為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓
• D、原溶液中含有的陽離子必定有H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，但不能肯定Mg²⁺和Fe³⁺中的哪一種

Answer 1

分析：加入NaOH溶液后，在0-a段沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在H⁺或HCO₃^-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Al³⁺，由于HCO₃^-和Al³⁺會(huì)發(fā)生雙水解而不能共存，則只能存在H⁺；
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a體積氫氧化鈉，所以生成氫氧化鋁沉淀消耗了3a體積氫氧化鈉，另一種離子生成的沉淀的量也消耗3a體積氫氧化鈉，說明另一種離子為3價(jià)離子，則為Fe³⁺；
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NH₄⁺；
A、d點(diǎn)氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；
B、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；
C、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；
D、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．

解答：解：加入0-a段，加入NaOH溶液后沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在H⁺或HCO₃^-，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，由于HCO₃^-和Al³⁺會(huì)發(fā)生雙水解而不能共存，所以一定不存在HCO₃^-，因此一定存在H⁺；
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3a體積氫氧化鈉，另一種離子生成的沉淀的量也消耗3a體積氫氧化鈉，說明另一種離子為+3價(jià)離子，只能為Fe³⁺，故原溶液中一定不存在Mg²⁺；
再由b-c段沉淀的物質(zhì)的量不變，說明氫氧根離子與NH₄⁺發(fā)生了反應(yīng)，即溶液中一定存在NH₄⁺；
根據(jù)溶液呈電中性可知，溶液中一定存在SO₄^2-，
A、d點(diǎn)氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成NaAlO₂，所以溶液中含有的溶質(zhì)為Na₂SO₄、NaAlO₂，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)圖象可知生成沉淀用了6a體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解消耗了a體積的氫氧化鈉，所以生成氫氧化鋁需要消耗3a體積的NaOH溶液，還有3a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B正確；
C、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C錯(cuò)誤；
D、原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺，一定不存在鎂離子，故C錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評：本題考查了離子檢驗(yàn)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(qiáng)堿是解題關(guān)鍵，本題難點(diǎn)在于如何根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)判斷鐵離子的存在及根據(jù)溶液電中性判斷一定存在硫酸根離子．