题目内容

3．某混合溶液中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Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-
为探究其成分，进行了以下探究实验．
（1）探究一：
甲同学取一定量的混合溶液，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．
①该溶液中一定不存在的阳离子是Mg2+、Fe3+、Ag+，一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；含有的阳离子其对应物质的量浓度之比为H+、NH4+、Al3+为2：3：1；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（2）探究二：
乙同学检测到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）11.2L22.4L28.0L
n（Cl-）2.5mol3.5mol4.0mol
n（Br-）3.0mol2.5mol2.0mol
n（I-）x mol00
①当起始至通入Cl2的体积为22.4L时，溶液中发生反应总的离子方程式为4Cl2+2Br-+6I-=8Cl-+Br2+3I2；
②原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为1：2：1．

分析 （1）①开始加入2V0无沉淀生成说明发生的反应是：H++OH-═H2O，再加入氢氧化钠溶液至5V0，图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al3++3OH-═Al（OH）3↓，消耗氢氧化钠溶液3V0，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，消耗氢氧化钠溶液3V0，继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入9V0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V0；依据定量关系分析判断离子存在情况和离子物质的量之比；
②沉淀减少是因为Al（OH）3溶于NaOH溶液；
（2）还原性：I-＞Br-，加入氯气11.2L时先与I-反应，反应后溶液中还有I-xmol，则说明通入11.2LCl2只发生：Cl2+2I-═I2+2Cl-，Br-没有反应，则原溶液中Br-为2.5mol；根据氯气的物质的量求出生成的氯离子的物质的量，即可求出原溶液中Cl-的物质的量；
氯气由11.2L变成22.4L，Br-的物质的量减小，发生：Cl2 +2Br-═Br2+2Cl-，Cl2+2I-═I2+2Cl-，根据Br-的变化值求出参加反应的氯气，再求出与I-反应的氯气的物质的量，以及I-的物质的量；根据物质的量之比等于计量数之比写出方程式．

解答 解：（1）①根据图象，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+；由离子共存可知，一定不含有CO32-、AlO2-；
开始加入2V0无沉淀生成说明发生的反应是：H++OH-═H2O，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+、Ag+，有Al3+；
再加入氢氧化钠溶液至5V0，图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al3++3OH-═Al（OH）3↓，消耗氢氧化钠溶液3V0，
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，消耗氢氧化钠溶液3V0，
继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入9V0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V0；
沉淀的质量不变，反应为NH4++OH-?NH3•H2O的反应，则有NH4+；
图中反应现象无法确定是否含K+；综上所述一定不存在的阳离子为Mg2+、Fe3+、Ag+；一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；一定存在的阳离子是H+、NH4+、Al3+，物质的量之比=2V0：3V0：V0=2：3：1，
故答案为：Mg2+、Fe3+、Ag+；CO32-、AlO2-；H+、NH4+、Al3+为2：3：1；
②沉淀减少是因为Al（OH）3溶于NaOH溶液生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（2）①当通入Cl2的体积为11.2 L时，溶液中I-还有剩余，即氯气只与I-反应：Cl2+2I-=I2+2Cl-，生成1mol Cl-，Cl-初始物质的量是（2.5-1）mol=1.5 mol；
由表中数据可知：Br-初始物质的量是3 mol，当通入Cl2 22.4 L即1mol时，被氧化的Br-物质的量为：n（Br-）=3.0 mol-2.5 mol=0.5 mol，
由反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-可知，消耗n（Cl2）=$\frac{1}{2}$n（Br-）=0.25 mol，
所以Cl2+2I-=I2+2Cl-中反应消耗的Cl2为：1 mol-0.25 mol=0.75 mol，因此原溶液中的I-为：n（I-）=2×n（Cl2）=0.75 mol×2=1.5 mol，
则通入Cl2 22.4 L时，参加反应的Cl2、Br-、I-物质的量之比为：1 mol：0.5 mol：1.5 mol=2：1：3=4：2：6，故离子方程式为4Cl2+2Br-+6I-=8Cl-+Br2+3I2；
故答案为：4Cl2+2Br-+6I-=8Cl-+Br2+3I2；
②由①分析可知：原溶液中的Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为1.5mol：3mol：1.5mol=1：2：1，故答案为：1：2：1．

点评 本题考查物质含量的测定，题目涉及离子的判断和计算、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，侧重于学生的分析能力考查．

练习册系列答案
相关题目
19．有A、B、C均是由碳、氢、氧三种元素组成的有机物，它们的相对分子质量相等．但碳原子数依次减少一个．已知：
①2.6g液态A在3.92L（标准状况下，下同）氧气中．经点燃后两者均恰好完全反应得到2.8L二氧化碳和液态水．
②A不能发生消去反应，但能与C发生缩聚生成聚酯D．
③B的溶液显酸性，分子中无甲基，一定条件下分子内部可脱水生成环状物E．
完成下列问题：
（1）A是一个1984年推放进市场的塑晶材料，白天光照后能吸收太阳能，夜间能释放出来，A的结构简式为：．
（2）B分子内脱去一个水分子形成环状的化合物E，E的结构式为：．
（3）A与C可形成缩聚物D，D的结构简式为．
（4）B′与B互为同分异构体，且是同类物质，写出满足条件的所有B′的结构简式：、、、．
20．工业上煅烧黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜并得到碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]等其他重要化合物，主要流程如下（部分反应物和产物未标出）：

已知4CuFeS2+11O2$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$4Cu+2Fe2O3+8SO2
（1）溶液B是H2SO4；X是Fe．
（2）某同学取溶液C滴入KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液C中不含Fe3+，其原因是氧化铁溶解后的铁盐溶液具有氧化性，能氧化铜，生成的铁离子全部被铜还原为亚铁离子，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，（用简单的文字和离子方程式说明）：再向该溶液中滴入H2O2溶液，溶液变红色．则滴入H2O2溶液发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（3）在溶液D与NaNO2的反应中，常采用同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作氧化剂，如参加反应的O2有11.2L（标况），则相当于节约NaNO2物质的量为2mol．
（4）该法得到的金属铜中常含有金、银、铁、镍等金属杂质，常用电解精炼的方法得到纯铜，请在右边框内画出其原理装置示意图．

（5）[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，它溶于水后产生的Fe（OH）2+ 离子，可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合离子．该水解反应的离子方程式为2[Fe（OH）]2++2H2O?[Fe2（OH）4]2++2H+．
11．硫、碳、氮等元素及其化合物与人类的生产生活密切相关，其中．硫酸、氨气、硝酸都是重要的化工原料．而SO2、NO、NO2、CO等相应氧化物又是主要的环境污染物：
（1）过度排放CO2会造成“温室效应”，而煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径．煤综合利用的一种途径如图所示．

已知：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）  AH1=+131.3kJ•mol-
C（s）十2H20（g）=C02（g）+2H2（g）  AH2=+90kJ•mol-
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1．
（2）298K时．将氨气放入体积固定的密闭容器中使其发生分解反应．当反应达到平衡状态后．改变其中一个条件X．Y随X的变化符合图中曲线的是ab（填字号）：
a．当X表示温度时，Y表示氨气的物质的量
b．当X表示压强时．Y表示氨气的转化率
c．当X表示反应时间时．Y表示混合气体的密度
d．当x表示氨气的物质的量时．Y表示某一生成物的物质的量
（3）燃煤产生的烟气中的氮氧化物NOx（主要为NO、NO2）易形成污染．必须经脱除达标后才能排放：能作脱除剂的物质很多．下列说法正确的是ab（填序号）：
a．用H2O作脱除剂，不利于吸收含氮烟气中的NO
b．用Na2SO3作脱除剂，O2会降低Na2SO3的利用率
c．用CO作脱除剂，会使烟气中NO2的浓度增加
d．用尿素[CO（NH2）2]作脱除剂．在一定条件下能有效将NOx氧化为N2．
18．浓硫酸在高中化学实验中有着很重要的作用
（1）铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色固体．倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体（含少量浓硫酸）倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解．过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成．则黑色固体中含有Cu、S元素．
（2）实验室利用浓硫酸分别与氯化钠固体和碘化钾固体加热反应制取所需物质，分析这两个反应中浓硫酸作用的异同点：相同点均为难挥发性的酸，不同点后者还有强氧化性．
（3）探究浓硫酸的吸水性．某同学把98%的硫酸10mL和63.3%的硫酸（用10mL 98%的硫酸与10mL水配成）约20mL分别放入两个相同的大表面皿中，根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图．由右图曲线你能得到的实验结论有哪些？（写两点）98%硫酸和63.3%硫酸都具有吸水性、98%硫酸吸水能力比63.3%硫酸强．
（4）浓硫酸与蔗糖反应的演示实验装置修改如图 2：实验时在大试管中先放入2g细小颗粒的蔗糖，滴加2-3滴碳酸钠浓溶液，再加入1.5mL 98%的浓硫酸，迅速塞紧带干燥管的单孔橡皮塞．可以看到，蔗糖迅速变黑，体积急剧膨胀，形成多孔海绵状固体物质--“黑面包”．分析实验效果更加明显的原因：碳酸钠与浓硫酸反应及浓硫酸遇水均是放热过程，使体系温度升高，同时浓硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳使脱水后生成的炭更加疏松多孔．
（5）用浓硫酸吸收SO3可得发烟硫酸（H2SO4•SO3）．某化工厂用1.5m3 98.3%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）吸收SO3形成发烟硫酸，再与水混合，可得到95%的硫酸（密度为1.79g/mL）3.49m3（保留2位小数）．
（6）在100mL 18mol•L-1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积可能是AB（填写代号）；A.7.32LB.6.72LC.20.16LD.30.24L．
8．下列说法中正确的是（　　）
A．在蔗糖中加入浓H2SO4后出现发黑现象，说明浓硫酸具有吸水性
B．浓硝酸保存在棕色的细口瓶中，并置于低温阴暗处
C．铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气
D．向Fe（NO3）2溶液中滴加稀盐酸，无明显的变化
15．将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL 2mol•L-1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V（已折合为标准状况）与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是（　　）
A．x=2.24B．钠的物质的量为0.2 mol
C．反应时，Na、Mg、Al均过量D．曲线b为Mg与盐酸反应的图象
12．工业上提炼TiO2的工艺流程如图所示：
（1）写出硫酸溶解钛铁精矿（FeTiO3）生成TiO2+的离子方程式FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
（2）副产物A的主要成分为FeSO4•7H2O．
（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的是促进水解趋于完全，得到更多的H2TiO3沉淀．
（4）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是水解得到的稀硫酸可以循环使用．
（5）工业上将TiO2和碳粉混合加热氯化生成的TiCl4，然后在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛，写出TiO2制备Ti的化学方程式：TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO、TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl2．
13．化学实验在学科中有举足轻重的作用，结合下列实验的图示分析相关的描述正确的是（　　）
A．
根据用电器（G）中指针的偏转方向可比较Zn、Cu的金属的氧化性
B．
根据右侧小试管中液面的变化，可以判断铁钉发生了析氢腐蚀
C．
测定中和热
D．
根据两烧瓶中气体颜色的变化（热水中变深、冰水中变浅）可以判断2NO2（g）?N2O4（g）是一个放热反应

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网