Question

17．1L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+、NH+、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則該溶液中一定不含有的離子是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（標準狀況）的關(guān)系如表所示，分析后回答下列問題．

Cl2的體積（標準狀況）	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當通入Cl₂的體積為3.36L（標準狀態(tài)下）時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為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)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，一開始無沉淀，溶液中一定含有H⁺，能夠與氫離子反應的離子不能存在；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⁺，不同金屬陽離子灼燒呈現(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)反應方程式計算．

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；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，透過藍色的鈷玻璃觀察焰色確定鉀離子的存在；
①則該溶液中一定不含有的離子是H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；故答案為：H⁺、NH4⁺、Al³⁺；
②可能存在的陽離子有K⁺；故答案為：K⁺；
③肯定不存在的陰離子是ClO^-、AlO₂^-；故答案為：ClO^-、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，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，且n（Br^-）=1.4mol，說明有0.1mol溴離子參加反應，則碘離子完全反應，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：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，該反應中生成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，當通入Cl₂的體積為3.36L即0.15mol（標準狀態(tài)下）時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；n（Cl^-）=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，溶液體積相同，c（Br^-）=$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，c（I^-）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；0.75mol/L；0.5mol/L．

點評 本題考查離子的判斷和有關(guān)計算，準確分析圖標數(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)判斷反應的程度，結(jié)合方程式計算．