题目内容

在一定量的石灰乳中通入一定量的氯气,二者恰好完全反应(发生的反应均为放热反应).生成物中含有Cl-、ClO-Cl
O
-
3
三种含氯元素的离子,其中ClO-Cl
O
-
3
两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示.
(1)t1时,Ca(OH)2与Cl2发生反应的离子方程式为
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O

(2)t2
n(ClO-)
n(Cl
O
-
3
)
=
2
2
,此时,Ca(OH)2与C12发生反应的总化学方程式为
10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO32+10H2O
10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO32+10H2O

(3)该石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量是
5
5
mol.
(4)据分析,生成Ca(ClO32的反应是由温度升高引起的,通入氯气的速度不同,ClO-Cl
O
-
3
的比也不同.
①若在原石灰乳中通入氯气的速度加快,则反应后
n(ClO-)
n(Cl
O
-
3
)
=
2.(填“>”“<”“=”)
②若
n(ClO-)
n(Cl
O
-
3
)
=a,则n(Cl-)=
5(a+5)
a+3
5(a+5)
a+3
mol(用含a的代数式表示).
分析:(1)由图可知,t1时没有ClO3-生成,生成Cl-、ClO-,故t1时氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水.
(2)由图可知,t2时n(ClO-)=2mol,n(ClO3-)=1mol,所以氯气与氢氧化钙反应生成CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO32、H2O,且n[Ca(ClO)2]:n[Ca(ClO32]=2:1,配平书写方程式.
(3)由图可知,t2时氢氧化钙与氯气恰好反应,n(C1O-)=2mol,故n[Ca(ClO)2]=1mol,n(C1O3-)=1mol,故n[Ca(ClO32]=0.5mol,根据(2)中方程式计算.
(4)①通入氯气的速率加快,反应速率加快,反应放出的热量无法很快散失,体系温度升高,生成的n(ClO3-)增多.
②由(3)可知,参加反应的氯气n(Cl2)=n[Ca(OH)2]=5mol,根据氯元素守恒可知,n(ClO-)+n(ClO3-)+n(Cl-)=2n(Cl2)=10mol,若n(ClO-)/n(ClO3-)=a,则an(ClO3-)+n(ClO3-)=10-n(Cl-),根据电子转移守恒有,an(ClO3-)+5n(ClO3-)=n(Cl-),联立方程计算.
解答:解:(1)由图可知,t1时没有ClO3-生成,生成Cl-、ClO-,故t1时氯气与氢氧化钙反应生成CaCl2、Ca(ClO)2、H2O,反应离子方程式为Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O.
故答案为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O.
(2)由图可知,t2时n(ClO-)=2mol,n(ClO3-)=1mol,所以n(ClO-)/n(ClO3-)=2;
氯气与氢氧化钙反应生成CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO32、H2O,且n[Ca(ClO)2]:n[Ca(ClO32]=2:1,反应方程式为10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO32+10H2O.
故答案为:2;10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO32+10H2O.
(3)由图可知,t2时氢氧化钙与氯气恰好反应,n(ClO-)=2mol,故n[Ca(ClO)2]=1mol,n(ClO3-)=1mol,故n[Ca(ClO32]=0.5mol,根据方程式10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO32+10H2O可知,n[Ca(OH)2]=10n[Ca(ClO32]=0.5mol×10=5mol.
故答案为:5.
(4)①通入氯气的速率加快,反应速率加快,反应放出的热量无法很快散失,体系温度升高,生成的n(ClO3-)增多,所以n(ClO-)/n(ClO3-)<2,故答案为:<.
②由(3)可知,参加反应的氯气n(Cl2)=n[Ca(OH)2]=5mol,根据氯元素守恒可知,n(ClO-)+n(ClO3-)+n(Cl-)=2n(Cl2)=10mol,若n(ClO-)/n(ClO3-)=a,则an(ClO3-)+n(ClO3-)=10-n(Cl-),根据电子转移守恒有,an(ClO3-)+5n(ClO3-)=n(Cl-),联立方程解得,n(Cl-)=
5(a+5)
a+3

故答案为:
5(a+5)
a+3
点评:考查氯气性质、图象计算、离子方程式与化学方程式的书写、阅读获得信息的能力等,难度较大,读懂图象与信息判断发生的反应是解题的关键.
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