Question

5．1L某混合溶液，可能含有的離子如表：

可能大量含有的陽離子	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．
①該溶液中一定含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；
②可能存在的陽離子有K⁺；
③肯定不存在的陰離子是ClO^-、AlO₂^-．
（2）經(jīng)檢測，該溶液中還含有大量的Cl^-、Br^-、I^-，若向2L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

①a的值為0.15；
②當(dāng)通入Cl₂的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）時，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；此時溶液中Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度分別為c（Br^-）=0.75mol/L，c（I^-）=0.05mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中離子和圖象進(jìn)行分析，一開始無沉淀，溶液中一定含有H⁺，能夠與氫離子反應(yīng)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⁺，據(jù)此進(jìn)行推斷；
（2）碘離子與溴離子的還原性強(qiáng)弱順序為：I^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時溶液中I^-amol，則說明通入2.8LCl₂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，先后發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，根據(jù)反應(yīng)方程式計算．

解答 解：（1）根據(jù)圖象，一開始無沉淀，推斷溶液中一定含有H⁺，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⁺，而不含有Mg²⁺，K⁺不能確定，若要確定K⁺，可通過焰色反應(yīng)確定，因為溶液中含有H⁺，所以一定不含有ClO^-、AlO₂^-，
所以溶液中確定含有的陽離子有：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；K⁺；不能確定的離子為：K⁺；肯定不存在的陰離子有：CO₃ ^2-、AlO₂^-，
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；K⁺；CO₃ ^2-、AlO₂^-；
（2）①2.8L氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，通入0.125mol氯氣時溶液中有I^-，所以Br^-沒有參加反應(yīng)，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；通入0.25mol氯氣時溶液中沒有I^-，則碘離子完全反應(yīng)，且n（Br^-）=1.4mol，說明有0.1mol溴離子參加反應(yīng)，則碘離子完全反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得n（I^-）=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，該反應(yīng)中生成0.25mol氯離子消耗碘離子，所以a=0.5mol-0.25mol=0.15mol，
故答案為：0.15；
②通過以上分析知，當(dāng)通入Cl₂的體積為3.36L即0.15mol（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）時，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol-0.15mol×2=0.1mol，溶液體積相同，c（Br^-）=$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，c（I^-）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；0.75mol/L；0.05mol/L．

點(diǎn)評 本題考查離子的判斷和有關(guān)計算，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)合方程式計算．