Question

（10分）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+、NH、Fe3+
可能大量含有的阴离子	Clˉ、Brˉ、Iˉ、CO32ˉ、AlO

为探究其成分，进行了以下探究实验。

（1）探究一：

溶液的体积（V）的关系如下图所示。

①该溶液中一定不存在的阳离子是______________ ，一定不存在的阴离子是__________；

②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式_____________________________。

（2）探究二：

乙同学检测到该溶液中含有大量的Clˉ、Brˉ、Iˉ，若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ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）	11．2 L	22．4 L	28．0 L
n (Clˉ)	2．5 mol	3．5 mol	4．0 mol
n (Brˉ)	3．0 mol	2．5mol	2．0 mol
n (Iˉ)	x mol	0	0

 

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 ________________ ；

②原溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ的物质的量浓度之比为______________________。

 

Answer 1

（1）①Ag+、Mg2+、Fe3+(2分) CO32ˉ、AlO2- (2分) ②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(2分)

（2） 4Cl2+6 Iˉ+2Brˉ=3I2+8Clˉ+Br2(2分)； 1：2：1 (2分)

【解析】

试题分析：（1）向该溶液中加入NaOH溶液，开始无沉淀产生，证明含有H+,首先发生酸碱中和反应，由于H+与CO32ˉ、AlO2-会发生离子反应而不能大量共存，所以不含CO32ˉ、AlO2-；后来当H+反应完全时产生沉淀，而且当沉淀达到最大值后，加入NaOH溶液，沉淀的质量不变，所以含有NH4+,此时发生反应：NH4++OH-=NH3·H2O；后来沉淀又逐渐溶解至完全消失，说明含有Al3+，沉淀溶解就是Al(OH)3与过量的NaOH的反应，而无Ag+、Mg2+、Fe3+；综上所述①该溶液中一定不存在的阳离子是Ag+、Mg2+、Fe3+；一定不存在的阴离子是CO32ˉ、AlO2-；②沉淀减少过程中发生反应的离子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（2）还原性：Clˉ<Brˉ<Iˉ; 若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2，首先发生反应：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 ；然后发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。当通入Cl2的体积为11．2 L时,溶液中I-还有剩余,说明氯气只与I-反应:Cl2+2I-==I2+2Cl-,生成1 mol Cl-,Cl-初始物质的量是(2．5-1)mol=1．5mol,Br-初始物质的量是3 mol;当通入Cl2 22．4 L时,发生反应的Br-的物质的量是：3．0 mol-2．5 mol=0．5mol；根据方程式Cl2+2Br-==Br2+2Cl-,可知0．5mol的Br-反应消耗Cl2 0．25 mol,所以Cl2+2I-==I2+2Cl-,该反应消耗的Cl2为:1 mol-0．25 mol=0．75 mol,因此原溶液中的I-为:0．75 mol×2=1．5 mol．故原溶液中的Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为1．5∶3∶1．5=1∶2∶1。通入Cl2 22．4 L时,此时参加反应的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。

考点：考查离子的共存、离子反应的先后顺序及离子的物质的量多少的计算的知识。