Question

實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，將多余的氯氣用100ml 1.7mol/L的NaOH溶液完全吸收．對(duì)吸收后的溶液進(jìn)行分析化驗(yàn)，測(cè)知其pH等于13 （不考慮反應(yīng)前后溶液的體積變化），ClO^-和ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為5：1．請(qǐng)回答：
（1）吸收氯氣消耗的NaOH的物質(zhì)的量為

0.16

mol．
（2）被氧化的氯氣的物質(zhì)的量為

0.03

mol，被還原的氯氣的物質(zhì)的量為

0.05

mol．
（3）若采用二氧化錳和濃鹽酸共熱的方法制氯氣，制備與尾氣中等量的氯氣所消耗的二氧化錳的質(zhì)量為

6.96

g．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)后溶液pH等于13，反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度為0.1mol/L，根據(jù)n=cV計(jì)算反應(yīng)前、后NaOH的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算；
（2）書(shū)寫反應(yīng)方程式，根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)的氯氣，根據(jù)方程式被氧化氯氣所占比例計(jì)算被氧化氯氣物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算被還原氯氣的物質(zhì)的量；
（3）根據(jù)關(guān)系式MnO₂～～～Cl₂計(jì)算二氧化錳的質(zhì)量．

解答：解：（1）反應(yīng)前NaOH的物質(zhì)的量為：0.1 L×1.7 mol/L=0.17mol，反應(yīng)后溶液pH等于13，反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度為0.1mol/L，故反應(yīng)后NaOH的物質(zhì)的量為：0.1 L×0.1 mol/L=0.01mol，消耗的NaOH物質(zhì)的量為：0.17mol-0.01mol=0.16 mol，故答案為：0.16；
（2）ClO^-和ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為5：1，發(fā)生反應(yīng)為8Cl₂+16NaOH=5NaClO+NaClO₃+10NaCl+8H₂O，
則反應(yīng)掉的氯氣有0.16mol×

8

16

=0.08mol，
其中被氧化的氯氣生成NaClO、NaClO₃，即為0.08mol×

6

16

=0.03mol，
被還原的氯氣即為0.08mol-0.03mol=0.05mol，
故答案為：0.03；0.05；
（3）由（2）可知，尾氣中的氯氣為0.08mol，則：
  MnO₂～～～Cl₂
  87g      1 mol
m（MnO₂）    0.08mol
則m（MnO₂）=87g×

0.08mol

1mol

=6.96 g
故答案為：6.96．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算，氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算在化學(xué)計(jì)量中難度較大，主要采用守恒法進(jìn)行解答，本題利用方程式進(jìn)行解答，需要書(shū)寫方程式，更容易理解．