Question

【题目】一份溶液中可能大量含有K+、A13+、H+、NH4+、Cl-、Br-、I-、ClO-、A1O2-等离子中的若干种。为了确定溶液的组成，进行了如下操作：

（1）往该溶液中逐滴加入NaOH溶液并适当加热，产生沉淀和气体的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积关系如图所示：

则该溶液中一定存在的离子是________，一定不大量存在的离子是__________。

（2）经检测后，该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-，若向1L该混合溶液中通入一定量的氯气，则溶液中Cl-、Br-、I-、与通入氯气的体积(标准状况下)关系如下表所示，回答下列问题：

Cl2的体积(标准状况下)	2.8 L	5.6 L	11.2 L
n(Cl-)	1.25 mol	1.5 mol	2 mol
n(Br-)	1.5 mol	1.4 mol	0.9 mol
n(I-)	a mol	0	0

当通入的氯气为2.8L(标准状况下)时，溶液中发生反应的离子方程式为___________，原溶液中n(Cl-)为____mol；通入氯气的体积在2.8L～5.6L(标准状况下)之间时的有关离子方程式为(如有多个反应，请分开书写)_________________，原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为_______________。

Answer 1

【答案】 Al3+、H+、NH4+ ClO-、AlO2- Cl2+2I-=2Cl-+I2 1 Cl2+2I-=2Cl-+I2、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 10:15:4

【解析】(1)加入NaOH，开始无气体和沉淀，则原溶液中含有H+，从而不含ClO-和AlO2-；再加入NaOH，开始产生沉淀，则原溶液中含有Al3+，当沉淀的量达到最大值时，沉淀的量不变，而开始产生气体，则原溶液中含有NH4+，当NH4+反应完后，再加NaOH溶液，沉淀溶解。据此判断：该溶液中一定存在的离子是：Al3+、H+、NH4+，一定不大量存在的离子是：ClO-、AlO2-，可能存在的离子是：K+、Cl-、Br-、I-。

(2)在含有 Cl-、Br-、I-的混合溶液中，由于还原性大小顺序为：I->Br-，通入Cl2时，Cl2先与I-反应，再与Br-反应。2.8L Cl2的物质的量为0.125mol，当第一次通入0.125molCl2时，仍有a mol I-剩余，此阶段Br-未参与反应，故原溶液中Br-的物质的量为1.5mol，所以第一次通入Cl2的过程中只发生Cl2与I-的反应。离子方程式为：Cl2+2I-=2Cl-+I2，消耗的I-的物质的量为2×0.125mol=0.25mol，则原溶液中的Cl-的物质的量为1.25 mol-0.125mol×2=1mol；通入氯气的体积在2.8L～5.6L(标准状况下)之间时（即0.125mol），未反应的a molI-先完全反应，然后Br-反应掉0.1mol，此过程中发生了两个反应：Cl2+2I-=2Cl-+I2、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；消耗掉0.1molBr-需要消耗0.05molCl2，所以a molI-消耗的Cl2的物质的量为0.125mol-0.05mol=0.075mol，故a=0.075mol×2=0.15mol，加上第一次消耗掉的0.25molI-，故原溶液中总共含有I-的物质的量为0.15mol+0.25mol=0.4mol。综上所述：原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量的比为：1:1.5:0.4=10:15:4，所以浓度比为10:15:4。