Question

20．某混合溶液中，一定含有Cl^-、Br^-、I^-，可能含有的离子如下表所示．

可能大量含有的阳离子	H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的阴离子	CO32-、AlO2-、NO3-

为探究其成分，进行了以下实验：
探究一：取10mL该混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
探究二：取1L该混合溶液，向该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．

Cl2的体积（标准状况）	5.6L	11.2L	22.4L
n（Cl-）	2.5mol	3.0mol	4.0mol
n（Br-）	3.0mol	2.8mol	1.8mol
n（I-）	X mol	0	0

下列说法中错误的是（　　）

• A． X=0.3
• B． 溶液中n（Cl^-）：n（Br^-）：n（I^-）=10：15：4
• C． 加入的氢氧化钠溶液的浓度为1.45mol•L^-1
• D． 溶液中大量存在的离子共有六种

Answer 1

分析 探究一：开始加入20mLNaOH无沉淀生成说明发生的反应是：H⁺+OH^-═H₂O，则溶液中含有H⁺，所以不含有CO₃^2-、AlO₂^-；再加入氢氧化钠溶液至50mL，由图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，则溶液中含有Al³⁺；继续加入氢氧化钠，沉淀量不变，说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应，NH₄⁺+OH^-?NH₃•H₂O，则溶液中含有NH₄⁺；消继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入90mL氢氧化钠溶液，沉淀全部溶解，发生的反应为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氢氧化钠10mL，则溶液中不含有Ag⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，在酸性条件下NO₃^-能氧化碘离子，所以不能含有NO₃^-；
探究二：还原性：I^-＞Br^-，加入氯气5.6L时溶液中I^-amol，则说明通入5.6L Cl₂只发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，5.6L变成11.2L，消耗5.6L Cl₂的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，发生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，根据反应方程式计算．

解答 解：探究一：开始加入20mLNaOH无沉淀生成说明发生的反应是：H⁺+OH^-═H₂O，则溶液中含有H⁺，所以不含有CO₃^2-、AlO₂^-；再加入氢氧化钠溶液至50mL，由图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，则溶液中含有Al³⁺；继续加入氢氧化钠，沉淀量不变，说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应，NH₄⁺+OH^-?NH₃•H₂O，则溶液中含有NH₄⁺；消继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入90mL氢氧化钠溶液，沉淀全部溶解，发生的反应为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氢氧化钠10mL，则溶液中不含有Ag⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，不能确定是否含有NO₃^-；
探究二：还原性：I^-＞Br^-，加入氯气5.6L时溶液中I^-amol，则说明通入5.6L Cl₂只发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，5.6L变成11.2L，消耗5.6L Cl₂的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，发生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，
A．5.6L变成11.2L，消耗Cl₂的物质的量为0.25mol，发生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-减少0.2mol，则Br^-与反应的氯气为0.1mol，所以与反应的氯气为0.15mol，则I^-的物质的量为0.3mol，即X=0.3，故A正确；
B．根据表数据：5.6L变成11.2L，消耗Cl₂的物质的量为0.25mol，发生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-减少0.2mol，则Br^-与反应的氯气为0.1mol，所以与反应的氯气为0.15mol，则I^-的物质的量为0.3mol，所以原溶液中：n（I^-）=0.5mol+0.3mol=0.8mol，n（Cl^-）=2.5mol-0.5mol=2mol，
n（Cl^-）：n（Br^-）：n（I^-）=2：3：0.8=10：15：4，故B正确；
C．图象中只有氢氧化钠的体积一种数据无法计算氢氧化钠的浓度，故C错误；
D．溶液中一定含有的离子为Cl^-、Br^-、I^-、H⁺、Al³⁺、NH₄⁺，所以溶液中大量存在的离子共六种，故D正确．
故选C．

点评 本题考查离子的判断和计算，图标数据分析的方法和反应实质，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．