Question

20．某溶液中的離子可能含有K⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Cl^-、OH^-、AlO₂^-、（SiO₃^2-）中的幾種，為了確定溶液成分，做了如下實(shí)驗(yàn)：向該溶液中加入1mol•L^-1的稀硝酸至過量，得到沉淀的物質(zhì)的量與加入稀硝酸體積的關(guān)系如圖所示．

（1）由上述實(shí)驗(yàn)可以確定一定含有的陰離子為OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-，一定含有的陽離子為K⁺．
（2）寫出ab段反應(yīng)的離子方程式：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、SiO₃^2-+2H⁺=H₂ SiO₃↓；．
（3）當(dāng)a點(diǎn)V=200時(shí)，V₁=700，V₂=1000．
（4）為了確定可能存在的離子，還需要進(jìn)行一個(gè)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，其步驟是取適量溶液加過量的硝酸，過濾，向?yàn)V液中再加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有氯離子，否則沒有．

Answer 1

分析 向該溶液中加入1mol•L^-1的稀硝酸至過量，一開始沒有沉淀，說明硝酸與氫氧根離子反應(yīng)，即溶液中存在OH^-，然后生成沉淀，沉淀達(dá)到最大值又部分減小，說明生成的沉淀能部分溶于硝酸，所以沉淀為氫氧化鋁和硅酸，即溶液中含有AlO₂^-、SiO₃^2-，Al³⁺、Ca²⁺與SiO₃^2-不能共存，所以溶液中沒有Al³⁺、Ca²⁺，由電荷守恒可知溶液中一定含有K⁺，不能確定是否含有Cl^-，結(jié)合有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)解答．

解答 解：向該溶液中加入1mol•L^-1的稀硝酸至過量，一開始沒有沉淀，說明硝酸與氫氧根離子反應(yīng)，即溶液中存在OH^-，然后生成沉淀，沉淀達(dá)到最大值又部分減小，說明生成的沉淀能部分溶于硝酸，所以沉淀為氫氧化鋁和硅酸，即溶液中含有AlO₂^-、SiO₃^2-，Al³⁺、Ca²⁺與SiO₃^2-不能共存，所以溶液中沒有Al³⁺、Ca²⁺，由電荷守恒可知溶液中一定含有K⁺，不能確定是否含有Cl^-，
（1）由上述分析可以確定一定含有的陰離子為OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-；一定含有的陽離子為 K⁺；
故答案為：OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-；K⁺；
（2）ab段反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，則其離子方程式為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、SiO₃^2-+2H⁺=H₂ SiO₃↓；
故答案為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）由圖可知，沉淀最大值為0.3mol，硝酸過量時(shí)減少0.1mol，則Al（OH）₃為0.1mol，H₂SiO₃為0.2mol，由方程式可知，生成0.1molAl（OH）₃消耗0.1mol硝酸，生成0.2molH₂SiO₃消耗硝酸0.4mol，當(dāng)a點(diǎn)V=200時(shí)，V₁=200+$\frac{0.5mol}{1mol/L}$×1000=700mL，氫氧化鋁溶解的方程式為3H⁺+Al（OH）₃=Al³⁺+3H₂O，0.1mol氫氧化鋁全部溶解消耗硝酸為0.3mol，則V₂=700mL+$\frac{0.3mol}{1mol/L}$×1000=1000mL；
故答案為：700；1000；
（4）檢驗(yàn)溶液中是否含有氯離子，要先加過量的硝酸把硅酸根離子轉(zhuǎn)化為硅酸沉淀，過濾后，在濾液中加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有氯離子，若沒有白色沉淀生成，說明溶液中沒有氯離子；
故答案為：取適量溶液加過量的硝酸，過濾，向?yàn)V液中再加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有氯離子，否則沒有．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)離子方程式的計(jì)算、離子檢驗(yàn)和離子反應(yīng)，題目綜合考查了離子反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)，題目難度中等，明確溶液中發(fā)生的反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．