Question

20．Cl₂、HCl的混合气体通入足量的NaOH溶液中，充分反应后，溶液中除大量OH^-外，还有Cl^-、ClO^-、ClO₃^-，且这三种离子的物质的量之比为9：2：1，则原混合气体中Cl₂和HCl体积之比为（　　）

• A． 5：2
• B． 2：5
• C． 3：1
• D． 1：3

Answer 1

分析 Cl^-、ClO^-、ClO₃^-离子的物质的量比为9：2：1，可设物质的量分别为：9mol、2mol、1mol，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠、氯酸钠和水，根据化合价变化计算出氯气被氧化成ClO^-、ClO₃^-失去的电子的物质的量，再根据化合价变化变化计算出氯气被含有生成的氯离子的物质的量，从而得出氯气的物质的量及氯化氢与氢氧化钠溶液反应生成的氯离子的物质的量，最后计算出原混合气体中Cl₂与HCl体积比．

解答 解：Cl₂与氢氧化钠溶液反应生成ClO^-、ClO₃^-是氯原子被氧化的过程，化合价分别由0价升高到+1和+5价，Cl^-、ClO^-、ClO₃^-离子的物质的量比为9：2：1，可设物质的量分别为：9mol、2mol、1mol，则被氧化的Cl原子的物质的量总共3mol，Cl原子失电子的总物质的量为：2mol×（1-0）+1mol×（5-0）=7mol；
根据氧化还原反应中得失电子式相等，Cl₂生成Cl^-为被还原的过程，化合价从0价较低为-1价，得到电子的物质的量也应该为7mol，即被还原的Cl的物质的量为：$\frac{7mol}{0-（-1）}$=7mol，则参加反应的氯气的物质的量为：$\frac{1}{2}$（7mol+3mol）=5mol；
由氯气生成的氯离子为7mol，总的氯离子为9mol，则氯化氢生成的氯离子为：9mol-7mol=2mol，
所以原混合气体中氯气与HCl的体积之比为：5：2，
故选A．

点评 本题考查了氯气与氯化氢的混合气体与氢氧化钠溶液反应的化学计算，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应中的电子守恒在计算中的应用，明确反应原理及化合价变化为解答本题的关键．