Question

某溶液中可能含有OH^-，CO₃^2-，AlO₂^-，SiO₃^2-，SO₄^2-，K⁺，Na⁺，Fe³⁺，Mg²⁺，Al³⁺等离子，当向溶液中逐滴加入一定物质的量的盐酸时，生成沉淀物质的量与加入盐酸体积的关系如图所示：
回答下列问题：（已知：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-）
（1）原混合溶液中一定含有的离子是：______；
（2）AB段反应的离子方程式是：______；
（3）发生AB段反应的离子与发生BC段反应的物质两者物质的量之比为：______．

Answer 1

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：Fe³⁺、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，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存在，但根据溶液的电中性可知，溶液中至少含有K⁺、Na⁺离子中的一种离子，
（1）根据以上分析可知，原溶液中一定含有的离子是：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，
故答案为：OH^-、SiO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-，；
（2）AB段碳酸根离子与盐酸发生反应，反应分步进行，反应的离子方程式为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
（3）依据图象可知和碳酸根离子反应的盐酸为2体积，反应总方程式为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；所以原溶液中含有CO₃^2-与Al（OH）₃的物质的量之比为n（CO₃^2-）：n（Al（OH）₃）=2×

1

2

：4×

1

3

=3：4，
故答案为：3：4．