Question

17．一定條件下，將一定體積的H₂和Cl₂的混合氣體點(diǎn)燃，充分反應(yīng)后，將混合氣體通入含amol NaOH的熱溶液中，氣體恰好被完全吸收，NaOH無(wú)剩余，測(cè)得反應(yīng)后溶液中含有Cl^-、ClO^-、ClO₃^-且三者物質(zhì)的量之比為8：1：1，則：
（1）原混合氣體中Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{1}{2}$amol（用含a的數(shù)學(xué)式表示）．
（2）氫氣和氯氣的物質(zhì)的量之比為1：5．

Answer 1

分析 將混合氣體通入含amolNaOH的熱溶液中，氣體恰好被完全吸收，NaOH無(wú)剩余，測(cè)得反應(yīng)后溶液中含Cl^-、ClO^-、ClO^-₃，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO^-₃），溶液中Cl^-、ClO^-、ClO^-₃三者的物質(zhì)的量之比為8：1：1，據(jù)此計(jì)算各離子物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，計(jì)算氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的氯離子的物質(zhì)的量，溶液中Cl^-來(lái)源于氯化氫及氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)，計(jì)算反應(yīng)后混合氣體中氯化氫的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）混合氣體通入含amolNaOH的熱溶液中，氣體恰好被完全吸收，NaOH無(wú)剩余，測(cè)得反應(yīng)后溶液中含Cl^-、ClO^-、ClO^-₃，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO^-₃），
根據(jù)氯元素守恒可知，
H₂和Cl₂的混合氣體中n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$[n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO^-₃）]=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=$\frac{1}{2}$amol，
故答案為：$\frac{1}{2}$amol；
（2）混合氣體通入含amolNaOH的熱溶液中，氣體恰好被完全吸收，NaOH無(wú)剩余，測(cè)得反應(yīng)后溶液中含Cl^-、ClO^-、ClO^-₃，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO^-₃），
由于溶液中Cl^-、ClO^-、ClO^-₃三者的物質(zhì)的量之比為8：1：1，所以溶液中n（Cl^-）=$\frac{4}{5}$amol，n（ClO^-）=$\frac{1}{10}$amol，n（ClO^-₃）=$\frac{1}{10}$amol，
令氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氯離子的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有x=$\frac{1}{10}$a+$\frac{1}{10}$amol×5=$\frac{3}{5}$amol，
溶液中Cl^-來(lái)源于氯化氫及氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)，所以氯化氫提供的氯離子為$\frac{4}{5}$amol-$\frac{3}{5}$amol=$\frac{1}{5}$mola，
即反應(yīng)后的混合氣體中n（HCl）=$\frac{1}{5}$amol，根據(jù)氫元素守恒可知，n（H₂）=$\frac{1}{2}$n（HCl）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{5}$mola=0.1amol，
則氫氣和氯氣的物質(zhì)的量之比0.1a：0.5a=1：5，
故答案為：1：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，難度中等，判斷溶液中n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO^-₃）是解題關(guān)鍵．