Question

1L某混合溶液中可能含有的離子如下表：

可能大量含有的陽離子	H+NH4+Al3+K+
可能大量含有的陰離子	Cl-Br-I?ClO?AlO2-

（1）往該溶液中逐滴加入NaOH溶液并適當加熱，產生 沉淀和氣體的物質的量（n）與加入NaOH溶液的體積（v）的關系如圖所示．
①則該溶液中確定含有的離子有

 

；
②不能確定是否含有的陽離子有

 

，
③要確定其存在可補充做的實驗是

 

；
④肯定不存在的陰離子有

 

．
（2）經檢測，該溶液中含有大量的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^-的物質的量與通入Cl₂的體積（標準狀況）的關系如下表所示，分析后回答下列問題：

Cl2的體積 （標準狀況）	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

①當通入Cl₂的體積為2.8L時，溶液中發生反應的離子方程式為

 

．
②原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質的量濃度之比為

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算,離子反應發生的條件,常見離子的檢驗方法

專題：計算題

分析：（1）根據產生沉淀和氣體的物質的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）的關系的圖示可以知道，一開始無沉淀，溶液中一定含有H⁺，能夠與氫離子反應的離子不能存在；加NaOH有氣體放出，則推斷溶液中一定含有NH₄⁺，沉淀最后完全消失，則溶液中只含有Al³⁺，不同金屬陽離子灼燒呈現不同的焰色，據此解答；
（2）碘離子與溴離子的還原性強弱順序為：I^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時溶液中I^-amol，則說明通入2.8L Cl₂只發生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L變成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物質的量為

2.8L

22.4L/mol

=0.125mol，發生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，根據反應方程式計算．

解答： 解：（1）從產生沉淀和氣體的物質的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）的關系的圖示可以知道，開始時沒有沉淀生成，說明溶液中氫離子，則一定沒有ClO^-、AlO₂^-；隨后出現沉淀，且沉淀完全溶解了，說明沉淀是氫氧化鋁，溶液中一定含有鋁離子；氫氧化鋁溶解前生成了氣體，該氣體一定是氨氣，故溶液中一定含有銨離子；不能確定是否含有鉀離子，可以通過灼燒溶液，透過藍色的鈷玻璃觀察焰色確定鉀離子的存在；
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；K⁺；焰色反應；CO₃ ^2-、AlO₂^-；
（2）①由于碘離子與溴離子的還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時溶液中I^-amol，2.8L變成5.6L，消耗2.8LCl₂的物質的量為

2.8L

22.4L/mol

=0.125mol，發生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-消耗0.1mol，需要氯氣0.05mol，則說明開始通入2.8LCl₂只發生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，此時n（Cl₂）=

2.8L

22.4L/mol

=0.125mol，消耗n（I^-）=2×0.125mol=0.25mol，生成n（Cl^-）=2×0.125mol=0.25mol，此時n（Br^-）=1.5mol，則說明原溶液中n（Br^-）=1.5mol；
故答案為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
②通入氯氣2.8L時，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；
通入氯氣5.6L時，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^-的物質的量濃度之比為：1：1.5：0.4=10：15：4；
故答案為：10：15：4．

點評：本題考查離子的判斷和有關計算，準確分析圖標數據是解題關鍵，題目難度中等，注意根據離子的還原性以及表中數據判斷反應的程度，結合方程式計算．