Question

某混合溶液中可能含有的離子如下表所示：

可能大量含有的陽離子	H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的陰離子	Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-

為探究其成分，進行了以下探究實驗．
（1）探究一：
甲同學取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入氫氧化鈉溶液的體積（V）的關系如圖所示．
①該溶液中一定含有的陽離子是

 

，其對應物質(zhì)的量濃度之比為

 

，一定不存在的陰離子是

 

；
②請寫出沉淀減少過程中發(fā)生反應的離子方程式

 

．
（2）探究二：
乙同學檢測到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）	5.6L	11.2L	22.4L
n（Cl-）	2.5mol	3.0mol	4.0mol
n（Br-）	3.0mol	2.8mol	1.8mol
n（I-）	x mol	0	0

①當通入Cl₂的體積為5.6L時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為

 

；
②原溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度之比為

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法,離子方程式的書寫

專題：離子反應專題

分析：（1）①取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氫氧化鈉溶液，分析產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入氫氧化鈉溶液的體積（V）的關系，開始加入2V₀無沉淀生成說明發(fā)生的反應是：H⁺+OH^-═H₂O，再加入氫氧化鈉溶液至5V₀，圖象分析可知生成沉淀增多至最大，反應為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，消耗氫氧化鈉溶液3V₀，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應，NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O，消耗氫氧化鈉溶液3V₀，繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入10V₀氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發(fā)生的反應為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氫氧化鈉V₀；依據(jù)定量關系分析判斷離子存在情況和離子物質(zhì)的量之比；
②沉淀減少的反應是氫氧化鋁溶解在氫氧化鈉溶液的反應；
（2）分析：還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣5.6L時溶液中I^-amol，則說明通入5.6L Cl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，5.6L變成11.2L，消耗5.6L Cl₂的物質(zhì)的量為

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，根據(jù)反應方程式計算．

解答： 解：（1）①根據(jù)圖象，開始加入NaOH沒有沉淀和氣體產(chǎn)生，則一定有H⁺；
依據(jù)離子共存分析，一定不含有CO₃^2-、AlO₂^-，開始加入2V₀無沉淀生成說明發(fā)生的反應是：H⁺+OH^-═H₂O，后來有沉淀產(chǎn)生且最后消失，則一定沒有Mg²⁺、Ag⁺、Fe³⁺，有Al³⁺；
再加入氫氧化鈉溶液至5V₀，圖象分析可知生成沉淀增多至最大，反應為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，消耗氫氧化鈉溶液3V₀，
繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應，NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O，消耗氫氧化鈉溶液3V₀，
繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入10V₀氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發(fā)生的反應為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氫氧化鈉V₀；
沉淀的質(zhì)量不變，反應為NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O的反應，則有NH₄⁺；
現(xiàn)象無法知道有無K⁺；綜上所述一定含有H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，物質(zhì)的量之比=2V₀：3V₀：V₀=2：3：1，
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；2：3：1；CO₃^2-、AlO₂^-； 
②沉淀減少過程中發(fā)生反應是氫氧化鋁沉淀溶解于氫氧化鈉溶液中的反應，反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（2）①由于還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣5.6L時溶液中I^-xmol，5.6L變成11.2L，消耗5.6LCl₂的物質(zhì)的量為

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-消耗0.2mol，需要氯氣0.1mol，則說明開始通入5.6LCl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，此時n（Cl₂）=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，消耗n（I^-）=2×0.25mol=0.5mol，生成n（Cl^-）=2×0.25mol=0.5mol，此時n（Br^-）=3.0mol，則說明原溶液中n（Br^-）=3.0mol；
故答案為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
②根據(jù)表數(shù)據(jù)：5.6L變成11.2L，消耗5.6LCl₂的物質(zhì)的量為

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-消耗0.2mol，需要氯氣0.1mol，
      Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^- 
  0.1mol  0.2mol           
      Cl₂ +2I^-═I₂+2Cl^- 
  0.15mol 0.3mol
則x=0.3mol，所以原溶液中：
n（I^-）=0.5mol+0.3mol=0.8mol，
n（Cl^-）=2.5mol-0.5mol=2mol，
n（Cl^-）：n（Br^-）：n（I^-）=2：3：0.8=10：15：4，
故答案為：10：15：4．

點評：本題考查離子的判斷和計算，圖標數(shù)據(jù)分析的方法和反應實質(zhì)，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)判斷反應的程度，結合方程式計算．