Question

（10分）某混合溶液中可能含有的離子如下表所示：

可能大量含有的陽離子	H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH、Fe3+
可能大量含有的陰離子	Clˉ、Brˉ、Iˉ、CO32ˉ、AlO

為探究其成分，進行了以下探究實驗。

（1）探究一：

溶液的體積（V）的關系如下圖所示。

①該溶液中一定不存在的陽離子是______________ ，一定不存在的陰離子是__________；

②請寫出沉淀減少過程中發(fā)生反應的離子方程式_____________________________。

（2）探究二：

乙同學檢測到該溶液中含有大量的Clˉ、Brˉ、Iˉ，若向1 L該混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ的物質的量與通入Cl2的體積（標準狀況）的關系如下表所示，分析后回答下列問題：

Cl2的體積（標準狀況）	11．2 L	22．4 L	28．0 L
n (Clˉ)	2．5 mol	3．5 mol	4．0 mol
n (Brˉ)	3．0 mol	2．5mol	2．0 mol
n (Iˉ)	x mol	0	0

 

①當起始至通入Cl2的體積為22．4L時，溶液中發(fā)生反應總的離子方程式為 ________________ ；

②原溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ的物質的量濃度之比為______________________。

 

Answer 1

（1）①Ag+、Mg2+、Fe3+(2分) CO32ˉ、AlO2- (2分) ②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(2分)

（2） 4Cl2+6 Iˉ+2Brˉ=3I2+8Clˉ+Br2(2分)； 1：2：1 (2分)

【解析】

試題分析：（1）向該溶液中加入NaOH溶液，開始無沉淀產生，證明含有H+,首先發(fā)生酸堿中和反應，由于H+與CO32ˉ、AlO2-會發(fā)生離子反應而不能大量共存，所以不含CO32ˉ、AlO2-；后來當H+反應完全時產生沉淀，而且當沉淀達到最大值后，加入NaOH溶液，沉淀的質量不變，所以含有NH4+,此時發(fā)生反應：NH4++OH-=NH3·H2O；后來沉淀又逐漸溶解至完全消失，說明含有Al3+，沉淀溶解就是Al(OH)3與過量的NaOH的反應，而無Ag+、Mg2+、Fe3+；綜上所述①該溶液中一定不存在的陽離子是Ag+、Mg2+、Fe3+；一定不存在的陰離子是CO32ˉ、AlO2-；②沉淀減少過程中發(fā)生反應的離子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（2）還原性：Clˉ<Brˉ<Iˉ; 若向1 L該混合溶液中通入一定量的Cl2，首先發(fā)生反應：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 ；然后發(fā)生反應：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。當通入Cl2的體積為11．2 L時,溶液中I-還有剩余,說明氯氣只與I-反應:Cl2+2I-==I2+2Cl-,生成1 mol Cl-,Cl-初始物質的量是(2．5-1)mol=1．5mol,Br-初始物質的量是3 mol;當通入Cl2 22．4 L時,發(fā)生反應的Br-的物質的量是：3．0 mol-2．5 mol=0．5mol；根據(jù)方程式Cl2+2Br-==Br2+2Cl-,可知0．5mol的Br-反應消耗Cl2 0．25 mol,所以Cl2+2I-==I2+2Cl-,該反應消耗的Cl2為:1 mol-0．25 mol=0．75 mol,因此原溶液中的I-為:0．75 mol×2=1．5 mol．故原溶液中的Cl-、Br-、I-的物質的量濃度之比為1．5∶3∶1．5=1∶2∶1。通入Cl2 22．4 L時,此時參加反應的Cl2、Br-、I-物質的量之比為:1 mol∶0．5 mol∶1．5 mol=2∶1∶3=4∶2∶6,故離子方程式為:4Cl2+2Br-+6I-==8Cl-+Br2+3I2。

考點：考查離子的共存、離子反應的先后順序及離子的物質的量多少的計算的知識。