Question

15．有一澄清透明的溶液，可能有NH₄⁺、Fe³⁺、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、I^-、CO₃^2-等离子，现分别取溶液进行下列实验：
①加入浓溴水，溶液变为黄褐色；
②加入淀粉，未见蓝色；
③逐滴加入1mol•L^-1NaOH溶液，随NaOH溶液的滴入，产生沉淀的量如图所示．
试确定溶液中一定存在的离子及各离子物质的量分别是H⁺0.01mol、Al³⁺0.01mol、NH₄⁺0.02mol、I^-0.06mol．

Answer 1

分析 加入浓溴水，溶液变为黄褐色，说明生成碘，则含有I^-，Fe³⁺能把I^-氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝色，溶液未变蓝说明无Fe³⁺，由图象可知氢氧化钠溶液先后分别与H⁺、Mg²⁺和Al³⁺、NH₄⁺、Al（OH）₃反应，则不含Mg²⁺，故溶液中一定含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺，因沉淀完全溶解，三种离子均可与CO₃^2-发生反应，因此溶液中无CO₃^2-，结合对应图象的数据计算各离子的物质的量，以此解答该题．

解答 解：加入浓溴水，溶液变为黄褐色，说明生成碘，则含有I^-，Fe³⁺能把I^-氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝色，溶液未变蓝说明无Fe³⁺，由图象可知氢氧化钠溶液先后分别与H⁺、Mg²⁺和Al³⁺、NH₄⁺、Al（OH）₃反应，则不含Mg²⁺，故溶液中一定含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺，因沉淀完全溶解，三种离子均可与CO₃^2-发生反应，因此溶液中无CO₃^2-，
氢氧化钠与氢离子反应消耗的物质的量为：1mol•L^-1×0.01L=0.01mol，因此n（H⁺）=0.01mol；
溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠的物质的量为1mol•L^-1×0.01L=0.01mol，因此n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol；
与铵根离子反应的氢氧化钠的物质的量为1mol•L^-1×0.02L=0.02mol，则n（NH₄⁺）=0.02mol，
溶液存在n（H⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=n（I^-），则n（I^-）=0.01mol+0.01mol×3+0.02mol=0.06mol，
故答案为：H⁺0.01mol、Al³⁺ 0.01mol、NH₄⁺  0.02mol、I^-0.06mol．

点评 本题考查离子的检验，侧重于学生的分析、计算能力的考查，对于图象分析题的解题规律：要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析．