Question

9．据报道，在全国各地发生了多起因洁污剂混合放出氯气而中毒的事件，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告．请根据你的化学知识试作出推断：
当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯元素，若可能存在的离子组合是ClO^-和Cl^-或者ClO₃^-和Cl^-，则当其中一种具有酸性时，二者混合，可能发生反应而产生氯气．
（1）写出ClO₃^-和Cl^-发生反应的离子方程式并表示电子转移方向和数目．
（2）工业氯气泄漏后，可向空气中喷洒氨水，生成大量白烟及空气中含量最多的气体．试写出该过程的化学反应方程式：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（3）已知：Na₂Cr₂O₇+14HCl（浓）=2CrCl₃+2NaCl+3Cl₂↑+7H₂O，该反应过程中每生成标况下3.36L Cl₂，转移的电子数是0.3N_A； 被还原掉的物质的物质的量是：0.05mol
（4）若将0.2mol钠、镁、铝分别投入到到100mL 1mol/L的盐酸中，在标准状况下，产生氢气体积比是Na＞Mg=Al．

Answer 1

分析 （1）酸溶液中ClO₃^-和Cl^-发生反应生成氯气和水，氯元素化合价+5价变化为0价，-1价变化为0价；
（2）氨气和氯气反应生成氮气和氯化铵；
（3）该反应在Cr元素化合价由+6价变为+3价，部分Cl元素化合价由-1价变为0价，化合价升高的元素为氧化、化合价降低的元素被还原，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂对应的产物是还原产物关系式计算；
（4）根据反应化学方程式有①2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑，②Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，③2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，根据三种金属的化合价可得与盐酸反应的关系式分别为：Na～$\frac{1}{2}$H₂，Mg～H₂，Al～$\frac{3}{2}$H₂，根据反应的方程式计算三者的大小．

解答 解：（1）酸溶液中ClO₃^-和Cl^-发生反应生成氯气和水，氯元素化合价+5价变化为0价，-1价变化为0价，反应的离子方程式为：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O，表示电子转移方向和数目的离子方程式为：，
故答案为：；
（2）工业氯气泄漏后，可向空气中喷洒氨水，生成大量白烟及空气中含量最多的气体，说明氨气和氯气反应生成氮气和氯化铵，反应的化学方程式为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（3）该反应在Cr元素化合价由+6价变为+3价，部分Cl元素化合价由-1价变为0价，所以Cl元素被氧化、Cr元素被还原，K₂Cr₂O₇作氧化剂、CrCl₃为还原产物，标况下3.36L 氯气的物质的量是0.15mol，其转移电子数=0.15mol×2×N_A/mol=0.3N_A，被还原掉的物质的物质的量是$\frac{1}{20}$=0.05mol，故答案为：0.3N_A；0.05mol；
（4）由于Na与水反应生成氢气，故无论HCl是否足量，Na都完全反应生成氢气，根据2Na～H₂↑可知，Na生成氢气气体物质的量为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol；
HCl的物质的量为0.1L×1mol/L=0.1mol，由Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，可知HCl不足量，根据HCl可知二者生成氢气体积相等，根据H原子守恒，而生成氢气物质的量为$\frac{0.1}{2}$=0.05mol，
故标准状况下产生氢气的体积大小顺序是：Na＞Mg=Al，
故答案为：Na＞Mg=Al．

点评 本题主要考查化学方程式计算，涉及过量计算，难度不大，注意Na能与水反应生成氢气．