Question

向NaBr與NaI的混合溶液中通入適量Cl₂，反應完全后將溶液蒸干并小心灼燒至恒重，得固體W。
(1)W的可能組成為①____________;②________;③____________;④____________。(填化學式，可以多填或少填)
(2)現將NaBr與NaI的混合固體10.0 g溶于適量水中，通入448 mL Cl₂(標準狀況)充分反應后，按上述操作得到W的質量為7.28 g。求原混合物中NaI的質量分數。

Answer 1

(1)①NaCl ②NaCl、NaBr ③NaCl、NaBr、NaI  (2)30.0%

(1)在混合液中通入Cl₂，可發(fā)生如下反應：
2NaI+Cl₂====2NaCl+I₂;2NaBr+Cl₂====2NaCl+Br₂。
因I^-比Br^-的還原性強，故通入Cl₂時，Cl₂優(yōu)先與還原性強的I^-反應。灼燒時I₂易升華，Br₂易揮發(fā)。
當Cl₂把NaI、NaBr全部氧化時，灼燒至恒重得到NaCl；當Cl₂使NaI反應完全而使NaBr未反應或部分反應時，得到的固體為NaCl和NaBr的混合物；當Cl₂的量很少，只能使部分NaI氧化時，燃燒所得固體為NaCl、NaBr、NaI三者的混合物。因此，W的組成可能有三種，即①NaCl，②NaCl、NaBr，③NaCl、NaBr、NaI。
(2)n(Cl₂)=="0.0200" mol
①若Cl₂完全反應，消耗原固體的最大質量為
m_max=m(NaI)=2×0.0200 mol×150 g\5mol^-1="6.00" g<10.0 g
所以，Cl₂的量不足，將完全轉化為NaCl。
根據氯元素守恒生成的NaCl應為：
m(NaCl)="0.0200" mol×2×58.5 g·mol^-1="2.34" g，所以W中含NaCl 2.34 g。
②如果Cl₂ 0.0200 mol全部與NaI反應，固體質量減少，
Δm="6.00" g-2.34 g="3.66" g>10.0 g-7.28 g="2.72" g
③若Cl₂ 0.0200 mol完全與NaBr反應，需NaBr的質量為：
m(NaBr)=2×0.0200 mol×103 g\5mol^-1="4.12" g
固體質量減少Δm="4.12" g-2.34 g="1.78" g<10.0 g-7.28 g="2.72" g。
由此可推知Cl₂與NaI反應完全，而與NaBr部分反應。所以7.28 g固體W為NaCl和NaBr的混合物。
設原固體混合物中NaI的物質的量為x。
Cl₂+2NaI====I₂+2NaCl   Δm
1 mol                   183 g

Cl₂+2NaBr====Br₂+2NaCl   Δm
1 mol                      89 g
0.0200 mol-
依題意可列方程：
×183 g·mol^-1+(0.0200 mol-)×89 g·mol^-1="10.0" g-7.28 g,解得x="0.0200" mol。
w(NaI)=×100%=30.0%
答：原混合物中的NaI質量分數為30.0%。