Question

12．有一澄清透明的溶液，可能大量存在有NH₄⁺、Fe³⁺、H⁺、Mg²⁺、A1³⁺、I^-、CO₃^2-等離子．現(xiàn)分別取溶液進行下列實驗：
（1）加入淀粉溶液，未見藍色．
（2）加入少量AgNO₃溶液有黃色沉淀和氣體生成．
（3）逐滴加入1mol•L^-1NaOH溶液，隨著NaOH溶液的滴人，產生沉淀的量如圖所示．
試確定：溶液中一定不存在的離子有NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-，其中陰離子物質的量為0.06mol，加入少量AgNO₃溶液的離子反應方程式為8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O．

Answer 1

分析 向溶液中加入NaOH溶液，開始沒有沉淀生成，而后有產生沉淀，說明溶液中H⁺，因此溶液顯酸性，則CO₃^2-不能存在，溶液中加入少量AgNO₃溶液有黃色沉淀和氣體生成，說明溶液中含有I^-，結合溶液加入淀粉溶液未見藍色，說明沒有Fe³⁺，加入足量的氫氧化鈉，最終沉淀部分溶解，則溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因為當沉淀達到最大值時，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀質量立即減小，說明溶液中不存在NH₄⁺，結合圖象中各階段消耗的氫氧化鈉，計算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺），根據(jù)電荷守恒計算n（I^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）；
原溶液加入硝酸銀溶液時，會生成AgI沉淀，酸性條件下硝酸根具有強氧化性，可以氧化碘離子為碘單質，同時被還原為NO．

解答 解：向溶液中加入NaOH溶液，開始沒有沉淀生成，而后有產生沉淀，說明溶液中H⁺，因此溶液顯酸性，則CO₃^2-不能存在，溶液中加入少量AgNO₃溶液有黃色沉淀和氣體生成，說明溶液中含有I^-，結合溶液加入淀粉溶液未見藍色，說明沒有Fe³⁺，加入足量的氫氧化鈉，最終沉淀部分溶解，則溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺，又因為當沉淀達到最大值時，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀質量立即減小，說明溶液中不存在NH₄⁺，故溶液中一定沒有：NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-；
由圖象可知，第一階段為氫離子與氫氧化鈉反應，消耗氫氧化鈉為0.01L×1mol/L=0.01mol，則n（H⁺）=0.01mol；
最后階段為氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，消耗氫氧化鈉（0.07-0.06）L×1mol/L=0.01mol，則n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據(jù)鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=0.01mol；
第二階段為氫氧化鈉沉淀鎂離子、鋁離子，共消耗氫氧化鈉為（0.06-0.01）L×1mol/L=0.05mol，則n（Mg²⁺）=（0.05mol-0.01mol×3）÷2=0.01mol，
根據(jù)電荷守恒溶液中n（I^-）=n（H⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=0.01mol+0.01mol×2+0.01mol×3=0.06mol；
原溶液加入硝酸銀溶液時，會生成AgI沉淀，酸性條件下硝酸根具有強氧化性，可以氧化碘離子為碘單質，同時被還原為NO，反應離子方程式為：8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O，
故答案為：NH₄⁺、Fe³⁺、CO₃^2-；0.06mol；8I^-+2Ag⁺+8H⁺+2NO₃^-=2AgI+2NO↑+3I₂+4H₂O．

點評 本題考查離子共存、反應圖象識別以及離子反應有關計算等，是對學生的綜合能力的考查，較好的考查學生元素化合物知識、分析解決問題的能力，難度較大．