Question

15．现有氢气与氯气的混合气体0.1mol，经充分反应后，通入60mL 2mol/L的NaOH溶液中，所得溶液中只含有2种溶质，其中NaCl为0.1mol．则原混合气体中氢气的物质的量可能是（　　）

• A． 0.03mol
• B． 0.04mol
• C． 0.05mol
• D． 0.06mol

Answer 1

分析 60mL 2mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：2mol/L×0.06L=0.12mol，所得溶液中只含有2种溶质，溶质组成为：①NaOH和NaCl，②NaCl和NaClO，
当溶质为①NaOH和NaCl时，说明氯气不过量，氯元素完全转化成NaCl，根据氯原子守恒计算出氯气的物质的量，再计算出含有氢气的物质的量；
当溶质为②NaCl和NaClO时，说明氯气过量，氢氧化钠溶液完全反应，生成次氯酸钠的物质的量为0.12mol-0.1mol=0.02mol，根据反应Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O计算出混合气体中与氢氧化钠溶液反应的氯气的物质的量，再结合反应H₂+Cl₂=2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O计算出混合气体中氢气的物质的量．

解答 解：60mL 2mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：2mol/L×0.06L=0.12mol，
所得溶液中只含有2种溶质，溶质组成为：①NaOH和NaCl，②NaCl和NaClO，
当溶质为①NaOH和NaCl时，说明氯气不过量，氯元素完全转化成NaCl，根据氯元素守恒可知氯气的物质的量为：0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，则氢气的物质的量为0.05mol；
当溶质为②NaCl和NaClO时，说明氯气过量，氢氧化钠溶液完全反应，生成次氯酸钠的物质的量为：0.12mol-0.1mol=0.02mol，根据反应Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O可知混合气体中与氢氧化钠溶液反应的氯气的物质的量为0.02mol，则参与反应H₂+Cl₂=2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O的气体的物质的量为：0.1mol-0.02mol=0.08mol，所以氢气的物质的量为：0.08mol×$\frac{1}{2}$=0.04mol；
根据分析可知，氢气的物质的量可能为0.04mol或0.05mol，
故选BC．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的化学计算能力．