Question

1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表。

可能大量含有的阳离子	H＋、K＋、Mg2＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋
可能大量含有的阴离子	Cl－、Br－、I－、CO32—、AlO2—

 
(1)往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。则该溶液中一定不含有的离子是_________________________。

(2)BC段离子方程式为_______________________________________________。
(3)V₁、V₂、V₃、V₄之间的关系为__________________________________________。
(4)经检测，该溶液中还含有大量的Cl^－、Br^－、I^－，若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl₂，溶液中Cl^－、Br^－、I^－的物质的量与通入Cl₂的体积(标准状况)的关系如表所示，分析后回答下列问题。

Cl2的体积(标准状况)	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

 
①当通入Cl₂的体积为2.8 L时，溶液中发生反应的离子方程式为_________________。
②原溶液中Cl^－、Br^－、I^－的物质的量浓度之比为_____________________________。

Answer 1

(1)Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2—、AlO₂^—
(2)NH₄⁺＋OH^－=NH₃·H₂O
(3)V₂－V₁＝3(V₄－V₃)
(4)①Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－　②10∶15∶4

(1)根据图表，开始加入NaOH时，无沉淀产生，说明溶液中含有H^＋，随后加入NaOH，有沉淀产生，沉淀量达到最大时继续加入NaOH，沉淀量先保持不变后完全溶解，说明一定含有Al^3＋、NH₄⁺，一定不含Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋。根据离子共存知识，CO₃^2—、AlO₂^—与H^＋、Al^3＋不能共存，故一定不含CO₃^2—、AlO₂^—。因此溶液中一定不含的离子为Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2—、AlO₂^—。
(2)BC段的离子反应为NH₄⁺与OH^－的反应。
(3)V₁至V₂段的反应为Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓V₃至V₄段的反应为Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^—＋2H₂O，两段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，即V₂－V₁＝3(V₄－V₃)。
(4)由于还原性：I^－＞Br^－＞Cl^－，向混合溶液中通入Cl₂，I^－先与Cl₂反应，待I^－完全被氧化，Br^－才与Cl₂反应。①通入2.8 L Cl₂时，溶液中仍有I^－，故只发生Cl₂和I^－的反应。②通入2.8 L Cl₂时，只发生反应：Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－，则原溶液中n(Br^－)＝1.5 mol，n(Cl^－)＝1.25 mol－（2.8/22.4）×2 mol＝1 mol；通入2.8～5.6 L Cl₂时，发生反应：Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－、Cl₂＋2Br^－=Br₂＋2Cl^－，Br^－消耗的n(Cl₂)＝（1.5-1.4）/2 mol ＝0.05 mol，故通入5.6 L Cl₂时，I^－消耗的n (Cl₂)＝(5.6/22.4)－0.05mol＝0.2 mol，则n(I^－)＝0.2 mol×2＝0.4 mol，故原溶液中c(Cl^－)∶c(Br^－)∶c(I^－)＝n(Cl^－)∶n(Br^－)∶n(I^－)＝1∶1.5∶0.4＝10∶15∶4。