Question

由氫氣和氯氣組成的混合氣體，經(jīng)光照充分反應(yīng)后，通入100mL，1mol/L NaOH溶液中，溶液中某種離子的物質(zhì)的量（圖甲）和溶液的導(dǎo)電性（圖乙）隨著混合氣體通入體積的變化而變化．
（1）圖甲曲線表示溶液中

 

離子的變化．
（2）對(duì)溶液進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)通入的混合氣體體積大于V₁時(shí)，隨著混合氣體的通入，溶液導(dǎo)電性明顯增強(qiáng)，引起增強(qiáng)的主要陰陽(yáng)離子是

 

．
（3）當(dāng)圖甲中n₁=0.02mol時(shí)，光照前的混合氣體中H₂和Cl₂的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質(zhì)的量先增大后減小，如果氯氣和氫氣恰好反應(yīng)或氫氣過(guò)量，氯氣和氫氣反應(yīng)后的生成物HCl和NaOH反應(yīng)，則溶液中Cl^-濃度增大，OH^-離子濃度減小，不符合題意，則只能是氯氣過(guò)量，為HCl與氯氣混合氣體；
（2）ClO^-濃度最小，即為其轉(zhuǎn)化為HClO后，再通入氣體，溶液導(dǎo)電能力逐漸增大，說(shuō)明氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸；
（3）當(dāng)n（ClO^-）=0.02 mol時(shí)，氫氧化鈉完全反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)后氯氣、HCl物質(zhì)的量，再結(jié)合H₂+Cl₂=2HCl計(jì)算．

解答： 解：（1）根據(jù)圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質(zhì)的量先增大后減小，如果氯氣和氫氣恰好反應(yīng)或氫氣過(guò)量，氯氣和氫氣反應(yīng)后的生成物HCl和NaOH反應(yīng)，則溶液中Cl^-濃度增大，OH^-離子濃度減小，不符合題意，則只能是氯氣過(guò)量，HCl和Cl₂都與NaOH溶液反應(yīng)，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、HCl+NaClO=NaCl+HClO，所以溶液中離子濃度先增大后減小的是ClO^-，
故答案為：ClO^-；
（2）ClO^-濃度最小，即為其轉(zhuǎn)化為HClO后，再通入氣體，溶液導(dǎo)電能力逐漸增大，說(shuō)明氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸，氯化氫在水分子的作用下電離出氫離子和氫氧根離子而使溶液導(dǎo)電性增強(qiáng)，故答案為：Cl^-和H⁺；
（3）氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，
當(dāng)n（ClO^-）=0.02 mol時(shí)，氫氧化鈉完全反應(yīng)，則：
      Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
  0.02 mol 0.04 mol  0.02 mol 
     NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
（0.1-0.04）mol 0.06 mol
     H₂ +Cl₂ =2  HCl
0.03 mol 0.03 mol  0.06 mol，
因此光照前的混合氣體中H₂和Cl₂的物質(zhì)的量之比為0.03 mol：（0.02 mol+0.03 mol）=3：5，
故答案為：3：5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式計(jì)算、混合物計(jì)算，明確圖象中階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，難度較大．