Question

【題目】有一無色透明溶液，可能含Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Mg2＋、K＋、OH－、CO32－、Cl－離子中的若干種。現做如下實驗：

(1)取少量該溶液，滴入用硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成。

(2)另取部分溶液，加入氫氧化鈉，有白色沉淀產生，加入氫氧化鈉的量與生成白色沉淀的量可用下圖表示。

試推斷：

①該溶液中以上離子一定存在的有__________，一定不存在的有__________。

②上述溶液中至少由___________、__________(填化學式)等溶質混合而成，其物質的量比為__________。

③寫出圖中a→b變化過程的離子方程式_____________________。

④為進一步確定溶液中其他的陽離子，應該補充的實驗操作和結論是________。

Answer 1

【答案】(1)Al3＋、Mg2＋、Cl－；Fe3＋、Cu2＋、OH－、CO32-；

(2)AlCl3、MgCl2；1∶1

(3)Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O

(4)用潔凈鉑絲蘸取少量溶液，在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色則溶液中含K＋，若沒有觀察到火焰呈紫色則溶液中不含K＋。

【解析】

試題分析：該溶液為無色透明溶液，則溶液中不含Fe3+、Cu2+，向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液產生白色沉淀，則溶液中存在Cl-；向溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據圖象知，先隨著加入氫氧化鈉量的增多，沉淀的量增大，當達到一定程度后，再加入氫氧化鈉，沉淀的量減少，但最終還有白色沉淀，說明溶液還含有Al3+、Mg2+，則溶液中不含CO32-、OH-；

(1)根據以上分析可知，溶液中一定存在Cl-、Al3+、Mg2+，不存在的離子為Fe3+、Cu2+、OH-、CO32-；故答案為：Cl-、Al3+、Mg2+；Fe3+、Cu2+、OH-、CO32-；

(2)根據(1)分析知，溶液中含有Cl-、Al3+、Mg2+，所以溶液中最少含有兩種物質：MgCl2、AlCl3，根據OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O知，n(Al(OH)3)=(3.6-3)mol=0.6mol，根據原子守恒知，n(AlCl3)=n(Al(OH)3)=0.6mol，根據3OH-+Al3+=Al(OH)3↓知，生成氫氧化鋁需要n(NaOH)=1.8mol，則生成氫氧化鎂需要的n(MaOH)=(3-1.8)mol=1.2mol，根據2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓知，n(Mg2+)=0.6mol，根據原子守恒知，n(MgCl2)=0.6mol，所以n(AlCl3)：n(Mg2+)=0.6mol：0.6mol=1：1，故答案為：MgCl2；AlCl3；1：1；

(3)沉淀溶解過程中發生的反應為：氫氧化鋁和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水的反應，離子反應方程式為：OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O，故答案為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

(4)溶液中的鉀離子無法確定，鉀元素的焰色反應為紫色，所以可以通過焰色反應判斷是否存在，其操作為：用潔凈鉑絲蘸取少量溶液，在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色，則溶液中含K+，若沒有觀察到火焰呈紫色，則溶液中不含K+；故答案為：用潔凈鉑絲蘸取少量溶液，在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色，則溶液中含K+，若沒有觀察到火焰呈紫色，則溶液中不含K+。