Question

12．有一澄清透明的溶液，可能大量存在有NH₄⁺、Fe³⁺、H⁺、Mg²⁺、A1³⁺、I^-、CO₃^2-等离子．现分别取溶液进行下列实验：
（1）加入淀粉溶液，未见蓝色．
（2）加入少量AgNO₃溶液有黄色沉淀和气体生成．
（3）逐滴加入1mol•L^-1NaOH溶液，随着NaOH溶液的滴人，产生沉淀的量如图所示．
试确定：溶液中一定不存在的离子有NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-，其中阴离子物质的量为0.06mol，加入少量AgNO₃溶液的离子反应方程式为8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O．

Answer 1

分析 向溶液中加入NaOH溶液，开始没有沉淀生成，而后有产生沉淀，说明溶液中H⁺，因此溶液显酸性，则CO₃^2-不能存在，溶液中加入少量AgNO₃溶液有黄色沉淀和气体生成，说明溶液中含有I^-，结合溶液加入淀粉溶液未见蓝色，说明没有Fe³⁺，加入足量的氢氧化钠，最终沉淀部分溶解，则溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因为当沉淀达到最大值时，继续加入氢氧化钠，沉淀质量立即减小，说明溶液中不存在NH₄⁺，结合图象中各阶段消耗的氢氧化钠，计算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺），根据电荷守恒计算n（I^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）；
原溶液加入硝酸银溶液时，会生成AgI沉淀，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，可以氧化碘离子为碘单质，同时被还原为NO．

解答 解：向溶液中加入NaOH溶液，开始没有沉淀生成，而后有产生沉淀，说明溶液中H⁺，因此溶液显酸性，则CO₃^2-不能存在，溶液中加入少量AgNO₃溶液有黄色沉淀和气体生成，说明溶液中含有I^-，结合溶液加入淀粉溶液未见蓝色，说明没有Fe³⁺，加入足量的氢氧化钠，最终沉淀部分溶解，则溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因为当沉淀达到最大值时，继续加入氢氧化钠，沉淀质量立即减小，说明溶液中不存在NH₄⁺，故溶液中一定没有：NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-；
由图象可知，第一阶段为氢离子与氢氧化钠反应，消耗氢氧化钠为0.01L×1mol/L=0.01mol，则n（H⁺）=0.01mol；
最后阶段为氢氧化钠溶解氢氧化铝，消耗氢氧化钠（0.07-0.06）L×1mol/L=0.01mol，则n[Al（OH）₃]=0.01mol，根据铝元素守恒可知n（Al³⁺）=0.01mol；
第二阶段为氢氧化钠沉淀镁离子、铝离子，共消耗氢氧化钠为（0.06-0.01）L×1mol/L=0.05mol，则n（Mg²⁺）=（0.05mol-0.01mol×3）÷2=0.01mol，
根据电荷守恒溶液中n（I^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=0.01mol+0.01mol×2+0.01mol×3=0.06mol；
原溶液加入硝酸银溶液时，会生成AgI沉淀，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，可以氧化碘离子为碘单质，同时被还原为NO，反应离子方程式为：8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O，
故答案为：NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-；0.06mol；8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O．

点评 本题考查离子共存、反应图象识别以及离子反应有关计算等，是对学生的综合能力的考查，较好的考查学生元素化合物知识、分析解决问题的能力，难度较大．