Question

1L某混合溶液中可能含有的离子如下表：

可能大量含有的阳离子           H⁺NH₄⁺Al³⁺K⁺

可能大量含有的阴离子           Cl^﹣Br^﹣I‑ClO‑AlO₂^﹣

（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（v）的关系如图所示．

①则该溶液中确定含有的离子有  ；

②不能确定是否含有的阳离子有K⁺，

③要确定其存在可补充做的实验是  ；

④肯定不存在的阴离子有   ．

（2）经检测，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）的关系如下表所示，分析后回答下列问题：

Cl₂的体积

（标准状况）            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

①当通入Cl₂的体积为2.8L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

考点：  离子方程式的有关计算；离子反应发生的条件；常见离子的检验方法．

专题：  计算题．

分析：  （1）根据产生沉淀和气体的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）的关系的图示可以知道，一开始无沉淀，溶液中一定含有H⁺，能够与氢离子反应的离子不能存在；加NaOH有气体放出，则推断溶液中一定含有NH₄⁺，沉淀最后完全消失，则溶液中只含有Al³⁺，不同金属阳离子灼烧呈现不同的焰色，据此解答；

（2）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2.8L Cl₂只发生：Cl₂+2I^﹣═I₂+2Cl^﹣，2.8L变成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物质的量为=0.125mol，发生：Cl₂ +2Br^﹣═Br₂+2Cl^﹣，Cl₂+2I^﹣═I₂+2Cl^﹣，根据反应方程式计算．

解答：  解：（1）从产生沉淀和气体的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）的关系的图示可以知道，开始时没有沉淀生成，说明溶液中氢离子，则一定没有ClO^﹣、AlO₂^﹣；随后出现沉淀，且沉淀完全溶解了，说明沉淀是氢氧化铝，溶液中一定含有铝离子；氢氧化铝溶解前生成了气体，该气体一定是氨气，故溶液中一定含有铵离子；不能确定是否含有钾离子，可以通过灼烧溶液，透过蓝色的钴玻璃观察焰色确定钾离子的存在；

故答案为：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；K⁺；焰色反应；CO₃ ^2﹣、AlO₂^﹣；

（2）①由于碘离子与溴离子的还原性：I^﹣＞Br^﹣，加入氯气2.8L时溶液中I^﹣amol，2.8L变成5.6L，消耗2.8LCl₂的物质的量为=0.125mol，发生：Cl₂ +2Br^﹣═Br₂+2Cl^﹣，Cl₂+2I^﹣═I₂+2Cl^﹣，Br^﹣消耗0.1mol，需要氯气0.05mol，则说明开始通入2.8LCl₂只发生：Cl₂+2I^﹣═I₂+2Cl^﹣，此时n（Cl₂）==0.125mol，消耗n（I^﹣）=2×0.125mol=0.25mol，生成n（Cl^﹣）=2×0.125mol=0.25mol，此时n（Br^﹣）=1.5mol，则说明原溶液中n（Br^﹣）=1.5mol；

故答案为：Cl₂+2I^﹣═I₂+2Cl^﹣；

②通入氯气2.8L时，n（Br^﹣）=1.5mol，所以原溶液中n（Br^﹣）=1.5mol；

n（Cl^﹣）=0.125mol×2=0.25mol，n（I^﹣）=0.25mol，故原溶液中n（Cl^﹣）=1.25mol﹣0.25mol=1mol；

通入氯气5.6L时，n（Br^﹣）=1.5mol﹣1.4mol=0.1mol，n（I^﹣）=0.25mol﹣0.1mol=0.15mol，故原溶液中n（I^﹣）=0.25mol+0.15mol=0.4mol；

故原溶液中Cl^﹣、Br^﹣、I^﹣的物质的量浓度之比为：1：1.5：0.4=10：15：4；

故答案为：10：15：4．

点评：  本题考查离子的判断和有关计算，准确分析图标数据是解题关键，题目难度中等，注意根据离子的还原性以及表中数据判断反应的程度，结合方程式计算．