Question

向NaBr与NaI的混合溶液中通入适量Cl₂，反应完全后将溶液蒸干并小心灼烧至恒重，得固体W。

(1)W的可能组成为①____________;②________;③____________;④____________。(填化学式，可以多填或少填)

(2)现将NaBr与NaI的混合固体10.0 g溶于适量水中，通入448 mL Cl₂(标准状况)充分反应后，按上述操作得到W的质量为7.28 g。求原混合物中NaI的质量分数。

Answer 1

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

解析:

(1)在混合液中通入Cl₂，可发生如下反应：

2NaI+Cl₂====2NaCl+I₂;2NaBr+Cl₂====2NaCl+Br₂。

因I^-比Br^-的还原性强，故通入Cl₂时，Cl₂优先与还原性强的I^-反应。灼烧时I₂易升华，Br₂易挥发。

当Cl₂把NaI、NaBr全部氧化时，灼烧至恒重得到NaCl；当Cl₂使NaI反应完全而使NaBr未反应或部分反应时，得到的固体为NaCl和NaBr的混合物；当Cl₂的量很少，只能使部分NaI氧化时，燃烧所得固体为NaCl、NaBr、NaI三者的混合物。因此，W的组成可能有三种，即①NaCl，②NaCl、NaBr，③NaCl、NaBr、NaI。

(2)n(Cl₂)==0.0200 mol

①若Cl₂完全反应，消耗原固体的最大质量为

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，将完全转化为NaCl。

根据氯元素守恒生成的NaCl应为：

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全部与NaI反应，固体质量减少，

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完全与NaBr反应，需NaBr的质量为：

m(NaBr)=2×0.0200 mol×103 g\5mol^-1=4.12 g

固体质量减少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与NaI反应完全，而与NaBr部分反应。所以7.28 g固体W为NaCl和NaBr的混合物。

设原固体混合物中NaI的物质的量为x。

Cl₂+2NaI====I₂+2NaCl    Δm

1 mol                   183 g

Cl₂+2NaBr====Br₂+2NaCl    Δm

1 mol                      89 g

0.0200 mol-

依题意可列方程：

×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质量分数为30.0%。