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填空题
国务院强调“南水北调”工程必须坚持“三先三后”的原则．在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患．检测某工厂废液中，含有大量的Mg^2＋、Al^3＋、
Cu^2＋、Ag^＋.试分析回答下列问题：
(1)该废液中可能大量存在的一种阴离子是________(选填序号)．
A．SO₄^2－B．NO₃^－C．Cl^－D．CO₃^2－
(2)检验废液中铝元素的含量，需将其从废水样品中分离出来，所用的试剂可以是________，铝元素发生变化的离子方程式是______________________．
(3)为了回收废液中的金属银，某同学设计了如下方案

若依该方案获得银108 g，为保证不污染环境和氯气的循环利用，理论上应提供标准状况下的氢气________L.

本题信息：2011年同步题化学填空题难度一般来源:于丽娜
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本试题 “国务院强调“南水北调”工程必须坚持“三先三后”的原则．在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患．检测某工厂废液中，含有大量的Mg2＋、...” 主要考查您对
离子共存

铝盐（铝离子）

金属、非金属的有关计算
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离子共存
铝盐（铝离子）
金属、非金属的有关计算

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

	S^2-	SO₃^2-	I^-	Fe²⁺	Br^-	Cl^-(H⁺)
MnO₄^-	√	√	√	√	√	√
ClO^-	√	√	√	√	√	√
NO₃^-(H⁺)	√	√	√	√	√	×
Fe³⁺	√	√	√	×	×	×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

离子间相互结合生成难溶物或微溶物

Ba²⁺、Ca²⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-

Ag⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
离子间相互结合生成气体或挥发性物质

H⁺ CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-

OH^- NH₄⁺
离子间相互结合生成弱电解质

H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^- 弱酸

OH^- NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺ 弱碱

H⁺ 水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺	CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-
Fe³⁺	CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-
NH₄⁺	SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺	SCN^-
Ag⁺、Cu²⁺	NH₃·H₂O

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。

主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。

铝盐：

铝盐是指正三价铝离子和酸根阴离子组成的盐，一般来说呈白色或无色晶体，溶于水，个别不溶于水。
常用的铝盐主要有三氯化铝、硫酸铝和明矾。
(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓
Al³⁺+4OH^-(过量)== AlO₂^-+2H₂O
(2)Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐的性质：

Al³⁺易水解，显酸性Al³⁺+3H₂O==Al(OH)₃+3H⁺(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓
Al³⁺+4OH^-(过量)==AlO₂^-+2H₂O
(2)易发生双水解：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)₃沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃(生成沉淀)
(2)Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O(沉淀溶解)
(3)Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O(生成沉淀，又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)₃沉淀的物质的量与n(Al³⁺)、n(OH^-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(OH^-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=4n(Al³⁺)-n(OH^-)

2、有关Al(OH)₃的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示

分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：

“铝三角”关系：

Al³⁺＋3OH^-===Al(OH)₃↓
Al(OH)₃＋OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
Al³⁺＋4OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
AlO₂^-＋2H₂O＋CO₂===Al(OH)₃↓＋HCO₃^-AlO₂^-+H⁺＋H₂O===Al(OH)₃↓
AlO₂^-+4H⁺===Al³⁺＋2H₂O

典型例题解析：

在50mLbmol·L^－1的AlCl₃溶液中加入50mLamol·L^－1NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al(OH)₃沉淀的物质的量为________。
(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。
(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)₃的质量为________g。　
解析：依题意知，在AlCl₃溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生： AlCl₃＋3NaOH===Al(OH)₃↓＋3NaCl ①
AlCl₃＋4NaOH===NaAlO₂＋3NaCl＋2H₂O ②
根据以上两反应可以看出：
(1)当a≤3b时，只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。3n[Al(OH)₃]＝n（NaOH）?。所以答案为0.05a/3mol。
(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO₂^－形式存在。 n(AlCl₃)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶b≥4∶1，所以答案为a≥4b。
(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)₃和AlO₂^－两种形式存在。符合关系：即，整理得：3b<a<4b或。

求沉淀的量的方法很多。
解法一：联立方程法。
设反应①中，AlCl₃物质的量为x，则Al(OH)₃为x，NaOH为3x。
反应②中AlCl₃物质的量为y，NaOH为4y。　　　　
　　　　　　　
解得x＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。 m[Al(OH)₃]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol=3.9(4b-a)g。
解法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na^＋、Cl^－、AlO₂^-。　　　　
n(AlO₂^-)＝n(Na^＋)－n(Cl^－)＝0.05amol－0.05×3bmol。　　　　
n[Al(OH)₃]＝n(Al^3＋)_总－n(AlO₂^-)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。　　　　
m[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol ＝3.9(4b－a)g。　　　　
【答案】　

金属，非金属的相关计算：

包括金属及化合物、金属与非金属化合物、非金属化合物之间的反应的计算，解此类题的关键是正确的写出反应方程式，明确物质间的等量关系。明确物质之间的反应，正确写出方程式，此类题可迎刃而解。

AlCl3与NaOH反应的相关计算：

1、求Al(OH)3沉淀的量

2、求反应物碱的量

铝与酸、碱反应的计算规律：

铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：

(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为
(2)足量的锅分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为
(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为，则必定是：
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解有关硝酸与金属反应的计算题的技巧：

1.灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系：
(1)N原子守恒：反应前所有的N只存在于HNO3中；反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设此处有NO3、NO)和Cu(NO3)3，若HNO3过量，则过量HNO3中也含一部分N，则有：n(N)=n(NO2)+ n(NO)+2n[Cu(NO3)3]+n_剩(HNO3)。
(2)得失电子守恒：在反应中失去电子的是参加反应的Cu，；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO₃^-+e→ NO2、NO₃^-+3e→NO。根据得失电子守恒，则有：
(3)溶液中的电荷守恒：在任何溶液中，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上是相等的。在Cu与HNO3反应后的溶液中，若HNO3不过量，阳离子只有Cu²⁺，阴离子只有NO₃^-(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H⁺、OH^-)；若HNO3过量，溶液中阳离子有Cu²⁺和H⁺，阴离子只有NO₃^-。则有：
①若HNO3不过量：
②若HNO3过量：
2．铁与稀HNO3的反应规律

(2)上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生①×2+ ③即得反应②，所以，无论是反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参加反应的HNO3的。