1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表。可能大量含有的阳离子H＋、K＋、Mg2＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋可能大量含有的阴离子Cl－、Br－、I－

题文

1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表。
可能大量含有的阳离子
H^＋、K^＋、Mg^2＋、Al^3＋、NH₄⁺、Fe^2＋、Fe^3＋
可能大量含有的阴离子
Cl^－、Br^－、I^－、CO₃^2—、AlO₂^—
 
(1)往该溶液中逐滴加入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。则该溶液中一定不含有的离子是_________________________。



(2)BC段离子方程式为_______________________________________________。
(3)V₁、V₂、V₃、V₄之间的关系为__________________________________________。
(4)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^－)
a mol
0
0
 
①当通入Cl₂的体积为2.8 L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_____________________________。

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2—、AlO₂^—
(2)NH₄⁺＋OH^－=NH₃·H₂O
(3)V₂－V₁＝3(V₄－V₃)
(4)①Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－ ②10∶15∶4

解析

(1)根据图表，开始加入NaOH时，无沉淀产生，说明溶液中含有H^＋，随后加入NaOH，有沉淀产生，沉淀量达到最大时继续加入NaOH，沉淀量先保持不变后完全溶解，说明一定含有Al^3＋、NH₄⁺，一定不含Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋。根据离子共存知识，CO₃^2—、AlO₂^—与H^＋、Al^3＋不能共存，故一定不含CO₃^2—、AlO₂^—。因此溶液中一定不含的离子为Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2—、AlO₂^—。
(2)BC段的离子反应为NH₄⁺与OH^－的反应。
(3)V₁至V₂段的反应为Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓V₃至V₄段的反应为Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^—＋2H₂O，两段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，即V₂－V₁＝3(V₄－V₃)。
(4)由于还原性：I^－＞Br^－＞Cl^－，向混合溶液中通入Cl₂，I^－先与Cl₂反应，待I^－完全被氧化，Br^－才与Cl₂反应。①通入2.8 L Cl₂时，溶液中仍有I^－，故只发生Cl₂和I^－的反应。②通入2.8 L Cl₂时，只发生反应：Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－，则原溶液中n(Br^－)＝1.5 mol，n(Cl^－)＝1.25 mol－（2.8/22.4）×2 mol＝1 mol；通入2.8～5.6 L Cl₂时，发生反应：Cl₂＋2I^－=I₂＋2Cl^－、Cl₂＋2Br^－=Br₂＋2Cl^－，Br^－消耗的n(Cl₂)＝（1.5-1.4）/2 mol ＝0.05 mol，故通入5.6 L Cl₂时，I^－消耗的n (Cl₂)＝(5.6/22.4)－0.05mol＝0.2 mol，则n(I^－)＝0.2 mol×2＝0.4 mol，故原溶液中c(Cl^－)∶c(Br^－)∶c(I^－)＝n(Cl^－)∶n(Br^－)∶n(I^－)＝1∶1.5∶0.4＝10∶15∶4。

考点

据考高分专家说，试题“1 L某混合溶液，可能含有的离子如下表。.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。