Question

【題目】（1）某無色透明溶液，加入金屬鋁反應放出H2，試判斷下列離子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42-、HCO3-、OH-、NO3-在下列兩種情況中，可能大量存在于此溶液中的是：

①當與鋁反應后，生成Al3+時，原溶液可能存在的離子有______________ ；

②當與鋁反應后，生成[Al(OH)4]-時，原溶液可能存在的離子有______________ 。

（2）若向100mL、0.1mol/L硫酸鋁溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液，反應后得到1.17g沉淀，則加入的NaOH溶液體積為_________。

（3）在200mL、0.2mol/LNa[Al(OH)4]溶液中逐滴加入0.2mol/LH2SO4溶液250mL，試回答：

①寫出分兩步反應的離子方程式：_______、________。

②反應完全后，溶液中SO42-離子與Al3+離子的物質的量之比為________。

Answer 1

【答案】 Mg2+、SO42-、H+ Ba2+、OH-、NO3- 90mL或130mL [Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 5：2

【解析】（1）溶液無色，則一定不存在Cu2+；①當與鋁反應后，生成Al3+時，原溶液顯酸性，H+一定大量存在，則一定不能大量存在HCO3-、OH-、NO3-（酸性溶液中硝酸根與金屬反應得不到氫氣），根據溶液的電中性可知一定存在SO42-，因此一定不存在Ba2+、Ag+，還可能存在的離子有Mg2+；②當與鋁反應后，生成[Al(OH)4]-時，原溶液顯強堿性，一定存在氫氧根離子，則一定不能大量存在Mg2+、H+、Ag+、HCO3-。根據溶液顯中性可判斷一定存在Ba2+，所以一定不能存在SO42-，還可能存在的離子有NO3-；

（2）在100ml 0.1mol/L的硫酸鋁溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液，如硫酸鋁完全生成氫氧化鋁，則沉淀的質量為：0.1L×0.1mol/L×2×78g/mol=1.56g，而此時為1.17g，說明硫酸鋁并沒有完全轉化為氫氧化鋁，此時n[Al(OH)3]=1.17g÷78g/mol=0.015mol，NaOH可能有兩種情況，一是不足，二是使氫氧化鋁部分溶解，當NaOH不足時，

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

3mol 1mol

x 0.015mol

則x=0.045mol，因此氫氧化鈉溶液體積=0.045mol÷0.5mol/L=0.09L=90mL；

如使Al(OH)3部分溶解，則

①Al3++3OH-=Al(OH)3↓

0.02mol 0.06mol

②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

1mol 1mol

（0.02-0.015）mol （0.02-0.015）mol=0.005mol

兩步反應共需要0.06mol+0.005mol=0.065mol，因此氫氧化鈉溶液體積=0.065mol÷0.5mol/L=0.13L=130mL；

（3）①Na[Al(OH)4]先和酸反應生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3再和剩余的酸反應生成鋁鹽，所以兩步反應的離子方程式分別是[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O、Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O；

②[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O

1 1 1

0.04mol 0.04mol 0.04mol

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

1 3 1

0.02mol0.06mol0.02mol

根據以上分析知，n（SO42-）=0.05mol，n（Al3+）=0.02mol，所以n（Al3+）：n（SO42-）=0.02mol：0.05mol=2：5。