Question

20．同温、同压下将H₂、O₂、Cl₂按9：4：1的体积比混合，在密闭容器中用电火花引燃，充分反应后，将产物冷却到室温，所得溶液的质量分数为（　　）

• A． 48.2%
• B． 33.6%
• C． 29.4%
• D． 无法计算

Answer 1

分析 同温同压下H₂、O₂、Cl₂按9：4：1的体积比混合，同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，所以H₂、O₂、Cl₂的物质的量之比为9：4：1，设它们的物质的量分别是9mol、4mol、1mol，发生的反应为：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O、Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl，根据方程式知，氧气完全反应需要8mol氢气，剩余的1mol氢气和1mol氯气恰好反应生成2molHCl，则溶质为HCl，溶剂为H₂O，根据原子守恒得n（HCl）=2n（Cl₂）=2mol，m（HCl）=2mol×36.5g/mol=73g，n（H₂O）=4n（O₂）=8mol，m（H₂O）=8mol×18g/mol=144g，溶液质量=m（H₂O）+m（HCl）=144g+73g=217g，据此分析解答．

解答 解：同温同压下H₂、O₂、Cl₂按9：4：1的体积比混合，同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，所以H₂、O₂、Cl₂的物质的量之比为9：4：1，设它们的物质的量分别是9mol、4mol、1mol，
发生的反应为2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O、Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl，根据方程式知，氧气完全反应需要8mol氢气，剩余的1mol氢气和1mol氯气恰好反应生成2molHCl，则溶质为HCl，溶剂为H₂O，
根据原子守恒得：n（HCl）=2n（Cl₂）=2mol，m（HCl）=2mol×36.5g/mol=73g，n（H₂O）=4n（O₂）=8mol，m（H₂O）=8mol×18g/mol=144g，溶液质量为：m（H₂O）+m（HCl）=144g+73g=217g，
则溶液质量分数为：$\frac{73g}{217g}$×100%=33.6%，
故选B．

点评 本题考查混合物的有关计算、溶质质量分数的计算，题目难度中等，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间的关系即可解答．