Question

15．1L某混合溶液，可能含有的離子如表：

可能大量含有的陽(yáng)離子	Fe3+、H+、NH4+、Al3+、K+
可能大量含有的陰離子	Cl-、Br-、I-、ClO-、AlO2-

（1）往該溶液中逐滴加入NaOH溶液并適當(dāng)加熱，產(chǎn)生沉淀和氣體的物質(zhì)的量（n）與加入NaOH溶液的體積（v）的關(guān)系如圖所示．不能確定是否含有的陽(yáng)離子有K⁺，要確定其存在可補(bǔ)充做實(shí)驗(yàn)的是肯定不存在的陰離子有ClO^-、AlO₂^-
（2）經(jīng)檢測(cè)，該溶液中含有大量的Cl^-、Br^-、I^-，若向1L該混合溶液中通入一定量的Cl₂溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量與通入Cl₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的關(guān)系如表所示，分析后回答下列問題：

Cl2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	2.8L	5.6L	11.2L
n（Cl-）	1.25mol	1.5mol	2mol
n（Br-）	1.5mol	1.4mol	0.9mol
n（I-）	a mol	0	0

①當(dāng)通入Cl₂的體積為2.8L時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
②計(jì)算原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度之比為10：15：4．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)產(chǎn)生沉淀和氣體的物質(zhì)的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）的關(guān)系的圖示可以知道，一開始無(wú)沉淀，溶液中一定含有H⁺，能夠與氫離子反應(yīng)的離子不能存在；加NaOH有氣體放出，則推斷溶液中一定含有NH₄⁺，沉淀最后完全消失，則溶液中只含有Al³⁺，不含鐵離子，不同金屬陽(yáng)離子灼燒呈現(xiàn)不同的焰色，據(jù)此解答；
（2）碘離子與溴離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時(shí)溶液中I^-amol，則說明通入2.8L Cl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L變成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）從產(chǎn)生沉淀和氣體的物質(zhì)的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）的關(guān)系的圖示可以知道，開始時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中氫離子，則一定沒有ClO^-、AlO₂^-；隨后出現(xiàn)沉淀，且沉淀完全溶解了，說明沉淀是氫氧化鋁，溶液中一定含有鋁離子，而無(wú)鐵離子；氫氧化鋁溶解前生成了氣體，該氣體一定是氨氣，故溶液中一定含有銨離子；不能確定是否含有鉀離子，可以通過灼燒溶液，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察焰色確定鉀離子的存在；
故答案為：K⁺；焰色反應(yīng)；ClO^-、AlO₂^-；
（2）①由于碘離子與溴離子的還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時(shí)溶液中I^-amol，2.8L變成5.6L，消耗2.8LCl₂的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-消耗0.1mol，需要氯氣0.05mol，則說明開始通入2.8LCl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，此時(shí)n（Cl₂）=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，消耗n（I^-）=2×0.125mol=0.25mol，生成n（Cl^-）=2×0.125mol=0.25mol，此時(shí)n（Br^-）=1.5mol，則說明原溶液中n（Br^-）=1.5mol；
故答案為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
②通入氯氣2.8L時(shí)，n（Br^-）=1.5mol，所以原溶液中n（Br^-）=1.5mol；
n（Cl^-）=0.125mol×2=0.25mol，n（I^-）=0.25mol，故原溶液中n（Cl^-）=1.25mol-0.25mol=1mol；
通入氯氣5.6L時(shí)，n（Br^-）=1.5mol-1.4mol=0.1mol，n（I^-）=0.25mol-0.1mol=0.15mol，故原溶液中n（I^-）=0.25mol+0.15mol=0.4mol；
故原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度之比為：1：1.5：0.4=10：15：4；
故答案為：10：15：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子的判斷和有關(guān)計(jì)算，準(zhǔn)確分析圖標(biāo)數(shù)據(jù)是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意根據(jù)離子的還原性以及表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)的程度，結(jié)合方程式計(jì)算．