Question

9．1L某混合溶液，可能含有的離子如表：

可能大量含有的陽(yáng)離子	H+、K+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+
可能大量含有的陰離子	Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-

（1）往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）的關(guān)系如圖所示．則該溶液中一定不含有的離子是Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、AlO₂^-．
（2）BC段離子方程式為NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O．
（3）經(jīng)檢測(cè)，該溶液中還含有大量的Cl^-、Br^-、I^-，若向1L該混合溶液中通入一定量的Cl₂，溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量與通入Cl₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的關(guān)系如表所示，分析后回答下列問(wèn)題：

Cl2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	2.8L	5.6L	11.2L
n（Cl-）	1.25mol	1.5mol	2mol
n（Br-）	1.5mol	1.4mol	0.9mol
N（I-）	a mol	0	0

①a=0.15．
②當(dāng)通入Cl₂的體積為2.8L時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-．
③原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度之比為10：15：4．

Answer 1

分析 （1）（2）往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，開(kāi)始產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0，故一定含有H⁺，那么一定不能含有CO₃^2-、AlO₂^-，V₁-V₂段生成沉淀，且沉淀在V₃-V₄段全部溶解，故溶液中一定含有Al³⁺，一定不能含有Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，V₂-V₃段出現(xiàn)沉淀不減少，但是消耗NaOH溶液，故一定含有NH₄⁺，以此解答；
（3）①碘離子與溴離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時(shí)溶液中I^-amol，則說(shuō)明通入2.8LCl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L變成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，先后發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算；
②2.8L氯氣的物質(zhì)的量0.125mol，通入0.125mol氯氣時(shí)溶液中有I^-，所以Br^-沒(méi)有參加反應(yīng)，由此書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)；
③2.8L氯氣的物質(zhì)的量0.125mol，通入0.125mol氯氣時(shí)溶液中有I^-，所以Br^-沒(méi)有參加反應(yīng)，所以溶液中n（Br^-）=1.5mol，溶液中氯離子為通入氯氣生成的和原來(lái)溶液中存在的，根據(jù)Cl原子守恒計(jì)算原來(lái)n（Cl^-）；5.6L氯氣的物質(zhì)的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，通入0.25mol氯氣時(shí)溶液中沒(méi)有I^-，則碘離子完全反應(yīng)，且n（Br^-）=1.4mol，說(shuō)明有0.1mol溴離子參加反應(yīng)，則碘離子完全反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算n（I^-），據(jù)此分析解答．

解答 解：往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，開(kāi)始產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0，故一定含有H⁺，那么一定不能含有CO₃^2-、AlO₂^-，V₁-V₂段生成沉淀，且沉淀在V₃-V₄段全部溶解，故溶液中一定含有Al³⁺，一定不能含有Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，V₂-V₃段出現(xiàn)沉淀不減少，但是消耗NaOH溶液，故一定含有NH₄⁺，
（1）由上述分析可知，一定不存在Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，故答案為：Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、AlO₂^-；
（2）BC段離子方程式為NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（3）①2.8L氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，通入0.125mol氯氣時(shí)溶液中有I^-，所以Br^-沒(méi)有參加反應(yīng)，所以溶液中n（Br^-）=1.5mol，溶液中氯離子為通入氯氣生成的和原來(lái)溶液中存在的，Cl原子守恒得原來(lái)n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol；通入0.25mol氯氣時(shí)溶液中沒(méi)有I^-，則碘離子完全反應(yīng)，且n（Br^-）=1.4mol，說(shuō)明有0.1mol溴離子參加反應(yīng)，則碘離子完全反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得n（I^-）=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，該反應(yīng)中生成0.25mol氯離子消耗碘離子，所以a=0.5mol-0.25mol=0.15mol，
故答案為：0.15；
②2.8L氯氣的物質(zhì)的量0.125mol，通入0.125mol氯氣時(shí)溶液中有I^-，所以Br^-沒(méi)有參加反應(yīng)，只有碘離子和氯氣反應(yīng)，所以溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，故答案為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
③通過(guò)以上分析知，n（Cl^-）=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，溶液體積相同，其物質(zhì)的量之比等于濃度之比，所以C（Cl^-）：C（Br^-）：C（I^-）=1mol：1.5mol：0.4mol=10：15：4，故答案為：10：15：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子反應(yīng)方程式的計(jì)算，明確離子反應(yīng)先后順序是解本題關(guān)鍵，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒分析解答，題目難度中等．