Question

【題目】已知 Ca(OH)2 與 Cl2 反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與溫度有關(guān)，在一定量的石灰乳中通入足量的氯氣，二者恰好完全反應(yīng)。生成 Cl-、ClO-、ClO3- 三種含氯元素的離子，其中 ClO- 、ClO3- 兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時間

(t)的曲線如圖所示。

（1）t1 時，開始有 ClO3-生成的原因是_____。

（2）t2 時，Ca(OH)2 與 Cl2 發(fā)生反應(yīng)的總的化學(xué)方程式為___________。

（3）該石灰乳中含有 Ca(OH)2 的物質(zhì)的量是________mol。

（4）若反應(yīng)物的量不變，在某溫度下恰好完全反應(yīng)時，氧化產(chǎn)物比值為 a ，則 n(Cl-)=_____mol

（用含 a 的代數(shù)式來表示）。

Answer 1

【答案】反應(yīng)放熱使溫度升高，在較高溫度下可生成 ClO3-10Cl2+10Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O5

【解析】

（1）由已知條件可知，氫氧化鈣和氯氣反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與溫度有關(guān)，放熱反應(yīng)使溫度升高，在較高溫度下可生成ClO3-；

（2）由圖可知，t2時n(ClO-)=2mol，n(ClO3-)=1mol，所以氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2、H2O，且n[Ca(ClO)2]:n[Ca(ClO3)2]=2:1，配平書寫方程式；

（3）由圖可知，t2時氫氧化鈣與氯氣恰好反應(yīng)，n(C1O-)=2mol，故n[Ca(ClO)2]=1mol,n(ClO3-)=1mol，故n[Ca(ClO3)2]=0.5mol，根據(jù)方程式計算；

（4）參加反應(yīng)的氯氣n(Cl2)=n[Ca(OH)2]=5mol，根據(jù)氯元素守恒可知，n(ClO-)+ n(ClO3-) +n(Cl-)=2n(Cl2)=10mol，若n(ClO-)/n(ClO3-)=a，則an(ClO3-)+ n(ClO3-)=10-n(Cl-)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有，a n(ClO3-)+5 n(ClO3-) =n(Cl-)，聯(lián)立方程計算n(Cl-)。

（1）由圖可知，t1前發(fā)生Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，t1時開始反應(yīng)生成Ca(ClO3)2；正確答案：反應(yīng)放熱使溫度升高，在較高溫度下可生成 ClO3-。

（2）由圖可知，t2時n(ClO-)=2mol，n(ClO3-)=1mol，所以n(ClO-)/n(ClO3-)=2；氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2、H2O，且n[Ca(ClO)2]:n[Ca(ClO3)2]=2:1，反應(yīng)方程式為10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+10H2O；正確答案：10Cl2+10Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O。

（3）由圖可知，t2時氫氧化鈣與氯氣恰好反應(yīng)，n(ClO-)=2mol，故n[Ca(ClO)2]=1mol， n(ClO3-)=1mol，故n[Ca(ClO3)2]=0.5mol，根據(jù)方程式10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+10H2O可知，n[Ca(OH)2]=10n[Ca(ClO3)2]=0.5mol×10=5mol；正確答案： 5。

（4）由（3）可知，參加反應(yīng)的氯氣n(Cl2)=n[Ca(OH)2]=5mol，根據(jù)氯元素守恒可知，n(ClO-)+ n(ClO3-)+n(Cl-)=2n(Cl2)=10mol，若n(ClO-)/n(ClO3-)=a，則a n(ClO3-)+ n(ClO3-)=10-n(Cl-)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有，a n(ClO3-)+5 n(ClO3-)=n(Cl-)，聯(lián)立方程解得， n(ClO3-)=5a+3，則n(Cl-)=(5a+25)/(a+3)；正確答案：。