Question

1 L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溶液，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_________________________。

 

(2)BC段离子方程式为_______________________________________________。

(3)V1、V2、V3、V4之间的关系为__________________________________________。

(4)经检测，该溶液中还含有大量的Cl－、Br－、I－，若向1 L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)的关系如表所示，分析后回答下列问题。

Cl2的体积(标准状况)	2.8 L	5.6 L	11.2 L
n(Cl－)	1.25 mol	1.5 mol	2 mol
n(Br－)	1.5 mol	1.4 mol	0.9 mol
n(I－)	a mol	0	0

 

①当通入Cl2的体积为2.8 L时，溶液中发生反应的离子方程式为_________________。

②原溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量浓度之比为_____________________________。

 

Answer 1

(1)Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32—、AlO2—

(2)NH4+＋OH－=NH3·H2O

(3)V2－V1＝3(V4－V3)

(4)①Cl2＋2I－=I2＋2Cl－　②10∶15∶4

【解析】(1)根据图表，开始加入NaOH时，无沉淀产生，说明溶液中含有H＋，随后加入NaOH，有沉淀产生，沉淀量达到最大时继续加入NaOH，沉淀量先保持不变后完全溶解，说明一定含有Al3＋、NH4+，一定不含Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋。根据离子共存知识，CO32—、AlO2—与H＋、Al3＋不能共存，故一定不含CO32—、AlO2—。因此溶液中一定不含的离子为Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32—、AlO2—。

(2)BC段的离子反应为NH4+与OH－的反应。

(3)V1至V2段的反应为Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓V3至V4段的反应为Al(OH)3＋OH－=AlO2—＋2H2O，两段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，即V2－V1＝3(V4－V3)。

(4)由于还原性：I－＞Br－＞Cl－，向混合溶液中通入Cl2，I－先与Cl2反应，待I－完全被氧化，Br－才与Cl2反应。①通入2.8 L Cl2时，溶液中仍有I－，故只发生Cl2和I－的反应。②通入2.8 L Cl2时，只发生反应：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，则原溶液中n(Br－)＝1.5 mol，n(Cl－)＝1.25 mol－（2.8/22.4）×2 mol＝1 mol；通入2.8～5.6 L Cl2时，发生反应：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－、Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，Br－消耗的n(Cl2)＝（1.5-1.4）/2 mol ＝0.05 mol，故通入5.6 L Cl2时，I－消耗的n (Cl2)＝(5.6/22.4)－0.05mol＝0.2 mol，则n(I－)＝0.2 mol×2＝0.4 mol，故原溶液中c(Cl－)∶c(Br－)∶c(I－)＝n(Cl－)∶n(Br－)∶n(I－)＝1∶1.5∶0.4＝10∶15∶4。