Question

1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表：

阳离子	H^＋、K^＋、Mg^2＋、Al^3＋、NH4^+、Fe^2＋、Fe^3＋
阴离子	Cl^－、Br^－、I^－、CO3^2-、AlO2^-

（1）向该溶液中逐滴加入cmol/L NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。则该溶液中一定含有的离子是______________。

（2）根据图像数据计算a=_______________mL

（3）经检测，该溶液中还含有大量的Cl^－、Br^－、I^－，若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl₂，溶液中Cl^－、Br^－、I^－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)	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当通入Cl₂的体积为5.6L时，溶液中发生反应的离子方程式为______________。

②原溶液中Cl^－、Br^－、I^－的物质的量浓度之比为____________________________。

③x=_________________mol

Answer

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

【解析】

往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始产生沉淀的物质的量为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段出现沉淀不减少,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)由离子反应方程式:Al3++3OH-=Al(OH)3Al(OH)3 +OH－=AlO2－+2H2O,即生成氢氧化铝沉淀需要的氢氧化钠是沉淀溶解需要氢氧化钠的3倍,即3-1=3(a-6),解得a= 20/3;
(3)2.8 L氯气的物质的量为2.8L÷22.4L/mol=0.125mol,通入0.125mol氯气时溶液中有I－,所以Br－没有参加反应,所以溶液中n(Br－)=1.5mol,溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的,Cl原子守恒得原来n(Cl－)=1.25mol-0.125mol×2=1mol;
5.6 L氯气的物质的量为5.6L÷22.4L/mol=0.25mol,通入0.25mol氯气时溶液中没有I－,则碘离子完全反应,且n(Br－)=1.4mol,,说明有0.1mol溴离子参加反应,则碘离子完全反应,根据转移电子相等得n(I－)=0.25mol×2-0.1mol=0.4mol.
①根据以上分析知,当通入氯气的体积为5.6 L时,有碘离子和氯气反应、溴离子与氯气反应,且两者的反应比例为4:1，所以溶液中发生反应的离子方程式为 5Cl2＋8I－+2Br－===4I2＋10Cl－+Br2 ；
②通过以上分析知,n(Cl－)=1mol、n(Br－)=1.5mol、n(I－)=0.4mol,溶液体积相同,其物质的量之比等于浓度之比,原溶液中Cl－、Br－、I－的物质的量浓度之比为1:1.5:4=10∶15∶4；

③2.8 L氯气的物质的量为2.8L÷22.4L/mol=0.125mol,通入0.125mol氯气消耗I－的物质的量为0.125mol×2=0.25mol，原溶液中I－的物质的量为0.4mol，所以x=0.4mol-0.25mol=0.15mol。