Question

【題目】一份溶液中可能大量含有K+、A13+、H+、NH4+、Cl-、Br-、I-、ClO-、A1O2-等離子中的若干種。為了確定溶液的組成，進行了如下操作：

（1）往該溶液中逐滴加入NaOH溶液并適當加熱，產生沉淀和氣體的物質的量(n)與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示：

則該溶液中一定存在的離子是________，一定不大量存在的離子是__________。

（2）經檢測后，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氯氣，則溶液中Cl-、Br-、I-、與通入氯氣的體積(標準狀況下)關系如下表所示，回答下列問題：

Cl2的體積(標準狀況下)	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-)	a mol	0	0

當通入的氯氣為2.8L(標準狀況下)時，溶液中發生反應的離子方程式為___________，原溶液中n(Cl-)為____mol；通入氯氣的體積在2.8L～5.6L(標準狀況下)之間時的有關離子方程式為(如有多個反應，請分開書寫)_________________，原溶液中Cl-、Br-、I-的物質的量濃度之比為_______________。

Answer 1

【答案】 Al3+、H+、NH4+ ClO-、AlO2- Cl2+2I-=2Cl-+I2 1 Cl2+2I-=2Cl-+I2、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 10:15:4

【解析】(1)加入NaOH，開始無氣體和沉淀，則原溶液中含有H+，從而不含ClO-和AlO2-；再加入NaOH，開始產生沉淀，則原溶液中含有Al3+，當沉淀的量達到最大值時，沉淀的量不變，而開始產生氣體，則原溶液中含有NH4+，當NH4+反應完后，再加NaOH溶液，沉淀溶解。據此判斷：該溶液中一定存在的離子是：Al3+、H+、NH4+，一定不大量存在的離子是：ClO-、AlO2-，可能存在的離子是：K+、Cl-、Br-、I-。

(2)在含有 Cl-、Br-、I-的混合溶液中，由于還原性大小順序為：I->Br-，通入Cl2時，Cl2先與I-反應，再與Br-反應。2.8L Cl2的物質的量為0.125mol，當第一次通入0.125molCl2時，仍有a mol I-剩余，此階段Br-未參與反應，故原溶液中Br-的物質的量為1.5mol，所以第一次通入Cl2的過程中只發生Cl2與I-的反應。離子方程式為：Cl2+2I-=2Cl-+I2，消耗的I-的物質的量為2×0.125mol=0.25mol，則原溶液中的Cl-的物質的量為1.25 mol-0.125mol×2=1mol；通入氯氣的體積在2.8L～5.6L(標準狀況下)之間時（即0.125mol），未反應的a molI-先完全反應，然后Br-反應掉0.1mol，此過程中發生了兩個反應：Cl2+2I-=2Cl-+I2、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；消耗掉0.1molBr-需要消耗0.05molCl2，所以a molI-消耗的Cl2的物質的量為0.125mol-0.05mol=0.075mol，故a=0.075mol×2=0.15mol，加上第一次消耗掉的0.25molI-，故原溶液中總共含有I-的物質的量為0.15mol+0.25mol=0.4mol。綜上所述：原溶液中Cl-、Br-、I-的物質的量的比為：1:1.5:0.4=10:15:4，所以濃度比為10:15:4。