Question

20．某混合溶液中，一定含有Cl^-、Br^-、I^-，可能含有的離子如下表所示．

可能大量含有的陽離子	H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的陰離子	CO32-、AlO2-、NO3-

為探究其成分，進行了以下實驗：
探究一：取10mL該混合溶液，向其中逐滴加入氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入氫氧化鈉溶液的體積（V）的關(guān)系如圖所示．
探究二：取1L該混合溶液，向該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)系如下表所示．

Cl2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	5.6L	11.2L	22.4L
n（Cl-）	2.5mol	3.0mol	4.0mol
n（Br-）	3.0mol	2.8mol	1.8mol
n（I-）	X mol	0	0

下列說法中錯誤的是（　�。�

• A． X=0.3
• B． 溶液中n（Cl^-）：n（Br^-）：n（I^-）=10：15：4
• C． 加入的氫氧化鈉溶液的濃度為1.45mol•L^-1
• D． 溶液中大量存在的離子共有六種

Answer 1

分析 探究一：開始加入20mLNaOH無沉淀生成說明發(fā)生的反應(yīng)是：H⁺+OH^-═H₂O，則溶液中含有H⁺，所以不含有CO₃^2-、AlO₂^-；再加入氫氧化鈉溶液至50mL，由圖象分析可知生成沉淀增多至最大，反應(yīng)為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，則溶液中含有Al³⁺；繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應(yīng)，NH₄⁺+OH^-?NH₃•H₂O，則溶液中含有NH₄⁺；消繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入90mL氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發(fā)生的反應(yīng)為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氫氧化鈉10mL，則溶液中不含有Ag⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，在酸性條件下NO₃^-能氧化碘離子，所以不能含有NO₃^-；
探究二：還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣5.6L時溶液中I^-amol，則說明通入5.6L Cl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，5.6L變成11.2L，消耗5.6L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，根據(jù)反應(yīng)方程式計算．

解答 解：探究一：開始加入20mLNaOH無沉淀生成說明發(fā)生的反應(yīng)是：H⁺+OH^-═H₂O，則溶液中含有H⁺，所以不含有CO₃^2-、AlO₂^-；再加入氫氧化鈉溶液至50mL，由圖象分析可知生成沉淀增多至最大，反應(yīng)為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，則溶液中含有Al³⁺；繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀量不變，說明氫氧化鈉和溶液中的銨根離子反應(yīng)，NH₄⁺+OH^-?NH₃•H₂O，則溶液中含有NH₄⁺；消繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀開始溶解，到加入90mL氫氧化鈉溶液，沉淀全部溶解，發(fā)生的反應(yīng)為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氫氧化鈉10mL，則溶液中不含有Ag⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，不能確定是否含有NO₃^-；
探究二：還原性：I^-＞Br^-，加入氯氣5.6L時溶液中I^-amol，則說明通入5.6L Cl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，5.6L變成11.2L，消耗5.6L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，
A．5.6L變成11.2L，消耗Cl₂的物質(zhì)的量為0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-減少0.2mol，則Br^-與反應(yīng)的氯氣為0.1mol，所以與反應(yīng)的氯氣為0.15mol，則I^-的物質(zhì)的量為0.3mol，即X=0.3，故A正確；
B．根據(jù)表數(shù)據(jù)：5.6L變成11.2L，消耗Cl₂的物質(zhì)的量為0.25mol，發(fā)生：Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Br^-減少0.2mol，則Br^-與反應(yīng)的氯氣為0.1mol，所以與反應(yīng)的氯氣為0.15mol，則I^-的物質(zhì)的量為0.3mol，所以原溶液中：n（I^-）=0.5mol+0.3mol=0.8mol，n（Cl^-）=2.5mol-0.5mol=2mol，
n（Cl^-）：n（Br^-）：n（I^-）=2：3：0.8=10：15：4，故B正確；
C．圖象中只有氫氧化鈉的體積一種數(shù)據(jù)無法計算氫氧化鈉的濃度，故C錯誤；
D．溶液中一定含有的離子為Cl^-、Br^-、I^-、H⁺、Al³⁺、NH₄⁺，所以溶液中大量存在的離子共六種，故D正確．
故選C．

點評 本題考查離子的判斷和計算，圖標(biāo)數(shù)據(jù)分析的方法和反應(yīng)實質(zhì)，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．