Question

15．某固体混合物含NH₄I、NaHCO₃、AlCl₃、MgBr₂、FeCl₂中的几种，为确定该固体混合物的成分及各组成成分的物质的量之比，现进行如图实验．
实验Ⅰ：

（1）无色气体为NH₃．
（2）该固体混合物的成分为NH₄I、MgBr₂、AlCl₃．
实验Ⅱ：取一定量的该固体混合物溶于水配成1L溶液，并向该混合溶液中通入一定量的Cl₂，测得溶液中几种阴离子（分别用A^-、B^-、C^-表示）的物质的量与通入Cl₂体积的关系如表所示．

Cl2的体积 （标准状况下）/L	2.8	5.6	11.2
n（A-）/mol	1.25	1.5	2
n（B-）/mol	1.5	1.4	0.9
n（C-）/mol	a	0	0

（3）a=0.15．
（4）原固体混合物中各组成成分的物质的量之比为．

Answer 1

分析 某固体混合物含NH₄I、NaHCO₃、AlCl₃、MgBr₂、FeCl₂中的几种加入过量氢氧化钠浓溶液加热反应生成气体为氨气，固体中含NH₄I，生成白色沉淀久置无变化判断沉淀为Mg（OH）₂，固体中有MgBr₂、无FeCl₂ ，无色溶液加入适量稀盐酸生成白色沉淀，加入过量稀盐酸沉淀溶解，判断为Al（OH）₃，无气体生成则固体中无NaHCO₃，
（1）分析可知铵盐和氢氧化钠反应生成气体氨气；
（2）上述分析判断固体成分NH₄I、MgBr₂、AlCl₃ ；
（3）碘离子与溴离子的还原性强弱顺序为：I^-＞Br^-，加入氯气2.8L时溶液中I^-amol，则说明通入2.8LCl₂只发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L变成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，先后发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，根据反应方程式计算；
（4）通过以上分析知，当通入Cl₂的体积为3.36L即0.15mol（标准状态下）时，溶液中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；
n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，据此计算原固体混合物中各组成成分的物质的量之比．

解答 解：（1）某固体混合物含NH₄I、NaHCO₃、AlCl₃、MgBr₂、FeCl₂中的几种加入过量氢氧化钠浓溶液加热反应生成气体为氨气，
故答案为：NH₃ ；
（2）某固体混合物含NH₄I、NaHCO₃、AlCl₃、MgBr₂、FeCl₂中的几种加入过量氢氧化钠浓溶液加热反应生成气体为氨气，固体中含NH₄I，生成白色沉淀久置无变化判断沉淀为Mg（OH）₂，固体中有MgBr₂、无FeCl₂ ，无色溶液加入适量稀盐酸生成白色沉淀，加入过量稀盐酸沉淀溶解，判断为Al（OH）₃，无气体生成则固体中无NaHCO₃，该固体混合物的成分为NH₄I、MgBr₂、AlCl₃ ，
故答案为：NH₄I、MgBr₂、AlCl₃ ；
（3）溶液中阴离子还原性强弱顺序为：I^-＞Br^-＞Cl^-，2.8L氯气的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，通入0.125mol氯气时溶液中有I^-，所以Br^-没有参加反应，所以溶液中n（Br^-）=1.5mol，n（B^-）为溴离子，溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的，判断A^-离子为Cl^-，C^-离子为I^-离子，Cl原子守恒得原来n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol；通入5，6L氯气物质的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol氯气时溶液中没有I^-，则碘离子完全反应，且n（Br^-）=1.4mol，说明有0.1mol溴离子参加反应，则碘离子完全反应，根据转移电子相等得n（I^-）=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol，根据反应：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，该反应中生成0.25mol氯离子消耗碘离子，所以a=0.5mol-0.25mol=0.15mol，
故答案为：0.15；
（4）通过以上分析知，当通入Cl₂的体积为3.36L即0.15mol（标准状态下）时，溶液中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；
n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，
n（AlCl₃）：n（MgBr₂）：n（NH₄I）=$\frac{1}{3}$×1：$\frac{1.5}{2}$：0.4=20：45：24，
答：原固体混合物中各组成成分的物质的量之比为20：45：24．

点评 本题考查了物质组成成分的定量关系、物质性质和物质发生氧化还原反应的定量计算分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度较大．