Question

【題目】1 L某混合溶液，可能含有的離子如下表：

陽離子	H＋、K＋、Mg2＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋
陰離子	Cl－、Br－、I－、CO32-、AlO2-

（1）向該溶液中逐滴加入cmol/L NaOH溶液，產生沉淀的物質的量(n)與加入NaOH溶液的體積(V)的關系如圖所示。則該溶液中一定含有的離子是______________。

（2）根據圖像數據計算a=_______________mL

（3）經檢測，該溶液中還含有大量的Cl－、Br－、I－，若向1 L該混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl－、Br－、I－的物質的量與通入Cl2的體積(標準狀況)的關系如下表所示，分析后回答下列問題：

Cl2的體積(標準狀況)	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－)	x mol（x≠0）	0	0

①當通入Cl2的體積為5.6L時，溶液中發生反應的離子方程式為______________。

②原溶液中Cl－、Br－、I－的物質的量濃度之比為____________________________。

③x=_________________mol

Answer 1

【答案】H+ Al3+ NH4+20/3（或者6.7）5Cl2＋8I－+2Br－===4I2＋10Cl－+Br210∶15∶40.15

【解析】

往該溶液中逐滴加入NaOH溶液,開始產生沉淀的物質的量為0,故一定含有H＋,那么一定不能含有CO32-、AlO2-,1-3段生成沉淀,且沉淀在6-a段全部溶解,故溶液中一定含有Al3＋,一定不能含有Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋,3-6段出現沉淀不減少,但是消耗NaOH溶液,故一定含有NH4+.

(1)由上述分析可以知道,一定存在H+ 、Al3+、 NH4+;
(2)由離子反應方程式:Al3++3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O,即生成氫氧化鋁沉淀需要的氫氧化鈉是沉淀溶解需要氫氧化鈉的3倍,即3-1=3(a-6),解得a= 20/3;
(3)2.8 L氯氣的物質的量為2.8L÷22.4L/mol=0.125mol,通入0.125mol氯氣時溶液中有I－,所以Br－沒有參加反應,所以溶液中n(Br－)=1.5mol,溶液中氯離子為通入氯氣生成的和原來溶液中存在的,Cl原子守恒得原來n(Cl－)=1.25mol-0.125mol×2=1mol;
5.6 L氯氣的物質的量為5.6L÷22.4L/mol=0.25mol,通入0.25mol氯氣時溶液中沒有I－,則碘離子完全反應,且n(Br－)=1.4mol,,說明有0.1mol溴離子參加反應,則碘離子完全反應,根據轉移電子相等得n(I－)=0.25mol×2-0.1mol=0.4mol.
①根據以上分析知,當通入氯氣的體積為5.6 L時,有碘離子和氯氣反應、溴離子與氯氣反應,且兩者的反應比例為4:1，所以溶液中發生反應的離子方程式為 5Cl2＋8I－+2Br－===4I2＋10Cl－+Br2；
②通過以上分析知,n(Cl－)=1mol、n(Br－)=1.5mol、n(I－)=0.4mol,溶液體積相同,其物質的量之比等于濃度之比,原溶液中Cl－、Br－、I－的物質的量濃度之比為1:1.5:4=10∶15∶4；

③2.8 L氯氣的物質的量為2.8L÷22.4L/mol=0.125mol,通入0.125mol氯氣消耗I－的物質的量為0.125mol×2=0.25mol，原溶液中I－的物質的量為0.4mol，所以x=0.4mol-0.25mol=0.15mol。