Question

1 L某混合溶液，可能含有的離子如下表。

可能大量含有的陽離子	H＋、K＋、Mg2＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋
可能大量含有的陰離子	Cl－、Br－、I－、CO32—、AlO2—

 

(1)往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產生沉淀的物質的量(n)與加入NaOH溶液的體積(V)的關系如圖所示。則該溶液中一定不含有的離子是_________________________。

 

(2)BC段離子方程式為_______________________________________________。

(3)V1、V2、V3、V4之間的關系為__________________________________________。

(4)經檢測，該溶液中還含有大量的Cl－、Br－、I－，若向1 L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)的關系如表所示，分析后回答下列問題。

Cl2的體積(標準狀況)	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當通入Cl2的體積為2.8 L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

(1)Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32—、AlO2—

(2)NH4+＋OH－=NH3·H2O

(3)V2－V1＝3(V4－V3)

(4)①Cl2＋2I－=I2＋2Cl－　②10∶15∶4

【解析】(1)根據圖表，開始加入NaOH時，無沉淀產生，說明溶液中含有H＋，隨后加入NaOH，有沉淀產生，沉淀量達到最大時繼續加入NaOH，沉淀量先保持不變后完全溶解，說明一定含有Al3＋、NH4+，一定不含Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋。根據離子共存知識，CO32—、AlO2—與H＋、Al3＋不能共存，故一定不含CO32—、AlO2—。因此溶液中一定不含的離子為Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32—、AlO2—。

(2)BC段的離子反應為NH4+與OH－的反應。

(3)V1至V2段的反應為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓V3至V4段的反應為Al(OH)3＋OH－=AlO2—＋2H2O，兩段消耗的NaOH的物質的量之比為3∶1，即V2－V1＝3(V4－V3)。

(4)由于還原性：I－＞Br－＞Cl－，向混合溶液中通入Cl2，I－先與Cl2反應，待I－完全被氧化，Br－才與Cl2反應。①通入2.8 L Cl2時，溶液中仍有I－，故只發生Cl2和I－的反應。②通入2.8 L Cl2時，只發生反應：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，則原溶液中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時，發生反應：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時，I－消耗的n (Cl2)＝(5.6/22.4)－0.05mol＝0.2 mol，則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。