Question

某溶液中可能含有OH^-、CO₃^2-、AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₄^2-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺等离子．当向该溶液中加入一定物质的量浓度的盐酸时，发现生成沉淀物质的量随盐酸的体积变化如图所示．由此可知原溶液中（　　）

• A、不含SO₄^2-
• B、含有的阴离子一定是OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-
• C、含有的阴离子一定是OH^-、CO₃^2-、AlO₂^-、SiO₃^2-
• D、含有AlO₂^-与SiO₃^2-的物质的量之比为3：1

Answer 1

分析：依据图象分析可知，开始无沉淀生成说明加入的盐酸和溶液中的OH^-反应，则与氢氧根离子反应的离子不能共存：Mg²⁺、Al³⁺；然后反应生成沉淀逐渐增大，说明是AlO₂^-和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO₃^2-离子，反应完后继续加入盐酸，沉淀逐渐减小，到不再改变，进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀，氢氧化铝沉淀溶于盐酸，最后剩余沉淀为硅酸；硫酸根离子不能确定是否存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中一定存在Na⁺离子，据此进行解答．

解答：解：由图象可知，开始加入HCl时无沉淀生成，说明加入的HCl与溶液中OH^-的反应，则溶液中一定不会存在与氢氧根离子发生反应的离子：Mg²⁺、Al³⁺；之后开始生成沉淀且反应生成沉淀逐渐增大，说明溶液中存在AlO₂^-、SiO₃^2-，继续加入盐酸沉淀量不变，消耗盐酸的离子只能是CO₃^2-离子，碳酸根离子反应完后继续加入盐酸，沉淀逐渐减小，直至沉淀的物质的量不再改变，进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀，氢氧化铝沉淀溶于盐酸，最后剩余沉淀为硅酸；硫酸根离子不能确定存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中一定存在Na⁺离子，
A．根据分析可知，无法判断溶液中是否存在硫酸根离子，故A错误；
B．依据推断可知原溶液中一定含有的阴离子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故B错误；
C．根据以上分析可知，元溶液中一定存在的阴离子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，故C正确；
D．设盐酸的浓度为c，氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积，氯化氢的物质的量为4c，根据反应Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，铝离子的物质的量为

1

3

×4c；AlO₂^-、SiO₃^2-生成氢氧化铝、硅酸沉淀，总共消耗了2体积的盐酸，其中偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀消耗的盐酸的体积为：

4c 3

c

=

4

3

体积，则硅酸消耗的盐酸的体积为：2-

4

3

=

2

3

体积，根据反应关系式SiO₃^2-～2HCl，硅酸根离子的物质的量为：

1

2

×

2

3

c=

1

3

c，所以原溶液中含有AlO₂^-与SiO₃^2-的物质的量之比为：

4

3

c：

1

3

c=4：1，故D错误；
故选C．

点评：本题考查了离子检验的方法应用，图象分析判断是解题关键，硅酸根离子、偏铝酸根离子和酸反应生成沉淀，氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸是解题关键，选项D为难点和易错点，注意掌握求算方法．