Question

【題目】工業(yè)上用氫氣與氯氣的的反應(yīng)生產(chǎn)鹽酸。

若一定量氫氣在氯氣中燃燒，所得混合物用100mL 3.0mol/L NaOH溶液（密度為1.12g/mL）恰好完全吸收，測(cè)得溶液中含NaClO的物質(zhì)的量為0.0500mol。

（1）寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。

（2）原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________________________。（保留三位小數(shù)）

（3）所得溶液中Cl－的物質(zhì)的量為____________________________。

（4）求所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比____________________________。（寫出計(jì)算過程）

（5）若將H2和Cl2充分混合后，在光照條件下會(huì)發(fā)生爆炸�，F(xiàn)取一份H2和Cl2組成的混合氣體經(jīng)光照充分反應(yīng)后，通入1000mL 0.1mol/L的NaOH溶液中，如圖表示某種離子的物質(zhì)的量隨通入氣體的體積變化曲線。當(dāng)n=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________（已知HClO為弱酸，在水中主要以分子形式存在）

。

Answer 1

【答案】Cl2＋2NaOH→NaCl＋NaClO＋H2O 0.107 0.25mol 3：2 3：5

【解析】

⑴氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O，故答案為Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O；

⑵原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，推出，

因此，故答案為0.107；

⑶氫氧化鈉物質(zhì)的量為，

根據(jù)鈉離子守恒，氫氧化鈉溶液中鈉離子反應(yīng)生成到了氯化鈉和次氯酸鈉中，氯化氫和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉，即溶液中氯化鈉的物質(zhì)的量與次氯酸鈉的物質(zhì)的量之和等于氫氧化鈉中鈉離子物質(zhì)的量，因此溶液中Cl－的物質(zhì)的量

，

故答案為0.25 mol；

⑷求所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比

Cl2＋2NaOH == NaCl＋NaClO＋H2O

1 2 1 1

0.05 0.1 0.05 0.05

生成次氯酸鈉0.05 mol，則消耗氯氣物質(zhì)的量為0.05 mol，消耗氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.1 mol，氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng)的物質(zhì)的量為0.2 mol；

HCl ＋ NaOH == NaCl ＋ H2O Cl2＋ H2 2HCl

1 1 1 1 2

0.2 0.2 0.1 0.1 0.2

即總共消耗得氯氣物質(zhì)的量為0.1mol ＋0.05 mol =0.15 mol，

消耗得氫氣物質(zhì)的量為0.1 mol ，因此所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比0.15:0.1 =3:2，故答案為3:2；

⑸氫氣與氯氣反應(yīng)生成HCl，直接和氫氧化鈉反應(yīng)，剩余的氣體為氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成的鹽酸與次氯酸反應(yīng)，次氯酸與氫氧化鈉反應(yīng)，當(dāng)次氯酸過量，多余的次氯酸以分子形式存在，任意時(shí)刻通入氯化氫跟氯氣量是固定的，都應(yīng)是先與氯化氫反應(yīng)完再接著與氯氣反應(yīng)，繼續(xù)通氣體，直到將氫氧化鈉反應(yīng)完，還在繼續(xù)通氣體，然后就是次氯酸鈉與氯化氫反應(yīng)，導(dǎo)致次氯酸根離子濃度先增大后減小，圖中曲線表示的是ClO－的變化曲線。

當(dāng)n=0.02mol，說明生成的NaClO為0.02mol，由反應(yīng)Cl2＋2NaOH == NaCl＋NaClO＋H2O可知混合氣體中剩余的Cl2為0.02mol，消耗的NaOH為0.04 mol，100mL1.0mol/L NaOH溶液中物質(zhì)的量為0.1 mol，則與HCl反應(yīng)的NaOH為0.1mol - 0.04mol = 0.06mol，由反應(yīng)HCl ＋ NaOH = NaCl ＋ H2O可知，混合氣體中HCl的物質(zhì)的量為0.06mol，則由反應(yīng)Cl2＋ H2 2HCl可知，反應(yīng)的H2和Cl2的物質(zhì)的量均為0.03mol，則光照前氫氣物質(zhì)的量為0.03mol，氯氣的物質(zhì)的量為0.03 mol+ 0.02 mol =0.05 mol，則，故答案為3:5。