题目内容

1L某混合溶液,可能含有的离子如下表:
可能大量含有的阳离子H+、K+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+
可能大量含有的阴离子Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-
(1)往该溶液中逐滴加入NaOH产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示.则该溶液中一定不含有的离子是
 
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(2)BC段离子方程式为
 
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(3)V1、V2、V3、V4之间的关系为
 
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(4)经检测,该溶液中还含有大量的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)2.8L5.6L11.2L
n(Cl-)1.25mol1.5mol2mol
n(Br-)1.5mol1.4mol0.9mol
n(I-)a mol00
①当通入Cl2的体积为2.8L,溶液中发生反应的离子方程式为
 
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②原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为
 
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考点:物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用,化学方程式的有关计算
专题:物质检验鉴别题,计算题
分析:往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始产生沉淀的物质的量为0,故一定含有H+,那么一定不能含有CO32-、AlO2-,V1-V2段生成沉淀,且沉淀在V3-V4段全部溶解,故溶液中一定含有Al3+,一定不能含有Mg2+、Fe2+、Fe3+,V2-V3段出现沉淀不减少,但是消耗NaOH溶液,故一定含有NH4+,以此解答(1)~(3);
(4)2.8L氯气的物质的量为
2.8L
22.4L/mol
=0.125mol,通入0.125mol氯气时溶液中有I-,所以Br-没有参加反应,所以溶液中n(Br-)=1.5mol,溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的,根据Cl原子守恒计算原来n(Cl-);
5.6L氯气的物质的量为
5.6L
22.4L/mol
=0.25mol,通入0.25mol氯气时溶液中没有I-,则碘离子完全反应,且n(Br-)=1.4mol,说明有0.1mol溴离子参加反应,则碘离子完全反应,根据转移电子相等计算n(I-),以此解答.
解答: 解:往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始产生沉淀的物质的量为0,故一定含有H+,那么一定不能含有CO32-、AlO2-,V1-V2段生成沉淀,且沉淀在V3-V4段全部溶解,故溶液中一定含有Al3+,一定不能含有Mg2+、Fe2+、Fe3+,V2-V3段出现沉淀不减少,但是消耗NaOH溶液,故一定含有NH4+,
(1)由上述分析可知,一定不存在Mg2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、AlO2-,故答案为:Mg2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、AlO2-;
(2)BC段离子方程式为NH4++OH-═NH3?H2O,故答案为:NH4++OH-═NH3?H2O;
(3)由离子反应方程式:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,即生成氢氧化铝沉淀需要的氢氧化钠是沉淀溶解需要氢氧化钠的3倍,即V2-V1=3(V4-V3),故答案为:V2-V1=3(V4-V3);
(4)2.8L氯气的物质的量为
2.8L
22.4L/mol
=0.125mol,通入0.125mol氯气时溶液中有I-,所以Br-没有参加反应,所以溶液中n(Br-)=1.5mol,溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的,Cl原子守恒得原来n(Cl-)=1.25mol-0.125mol×2=1mol;
5.6L氯气的物质的量为
5.6L
22.4L/mol
=0.25mol,通入0.25mol氯气时溶液中没有I-,则碘离子完全反应,且n(Br-)=1.4mol,说明有0.1mol溴离子参加反应,则碘离子完全反应,根据转移电子相等得n(I-)=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol,
①根据以上分析知,当通入Cl2的体积为2.8L时,只有碘离子和氯气反应,所以溶液中发生反应的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,故答案为:Cl2+2I-=I2+2Cl-;
②通过以上分析知,n(Cl-)=1mol、n(Br-)=1.5mol、n(I-)=0.4mol,溶液体积相同,其物质的量之比等于浓度之比,所以c(Cl-):c(Br-):c(I-)=1mol:1.5mol:0.4mol=10:15:4,
故答案为:10:15:4.
点评:本题考查物质的鉴别及检验,为高频考点,把握物质的性质及发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,综合性较强,题目难度不大.
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