Question

（1）某无色透明溶液，加入金属铝反应放出H₂，试判断下列离子：Mg²⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、H⁺、Ag⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、OH^-、NO₃^-在下列两种情况中，可能大量存在于此溶液中的是：

①当与铝反应后，生成Al³⁺时，原溶液可能存在的离子有______________ ；

②当与铝反应后，生成[Al(OH)₄]^-时，原溶液可能存在的离子有______________ 。

（2）若向100mL、0.1mol/L硫酸铝溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液，反应后得到1.17g沉淀，则加入的NaOH溶液体积为_________。

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

①写出分两步反应的离子方程式：_______、________。

②反应完全后，溶液中SO₄^2-离子与Al³⁺离子的物质的量之比为________。

Answer

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）溶液无色，则一定不存在Cu2+；①当与铝反应后，生成Al3+时，原溶液显酸性，H+一定大量存在，则一定不能大量存在HCO3-、OH-、NO3-（酸性溶液中硝酸根与金属反应得不到氢气），根据溶液的电中性可知一定存在SO42-，因此一定不存在Ba2+、Ag+，还可能存在的离子有Mg2+；②当与铝反应后，生成[Al(OH)4]-时，原溶液显强碱性，一定存在氢氧根离子，则一定不能大量存在Mg2+、H+、Ag+、HCO3-。根据溶液显中性可判断一定存在Ba2+，所以一定不能存在SO42-，还可能存在的离子有NO3-；

（2）在100ml 0.1mol/L的硫酸铝溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液，如硫酸铝完全生成氢氧化铝，则沉淀的质量为：0.1L×0.1mol/L×2×78g/mol=1.56g，而此时为1.17g，说明硫酸铝并没有完全转化为氢氧化铝，此时n[Al(OH)3]=1.17g÷78g/mol=0.015mol，NaOH可能有两种情况，一是不足，二是使氢氧化铝部分溶解，当NaOH不足时，

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

3mol 1mol

x 0.015mol

则x=0.045mol，因此氢氧化钠溶液体积=0.045mol÷0.5mol/L=0.09L=90mL；

如使Al(OH)3部分溶解，则

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

两步反应共需要0.06mol+0.005mol=0.065mol，因此氢氧化钠溶液体积=0.065mol÷0.5mol/L=0.13L=130mL；

（3）①Na[Al(OH)4]先和酸反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3再和剩余的酸反应生成铝盐，所以两步反应的离子方程式分别是[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

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

点睛：（1）是解答的难点，掌握相关离子的化学性质是解答的关键。注意进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。