Question

18．一定量的氢气在氯气中燃烧，所得的混合物用100mL 3.00mol/L NaOH溶液（密度为1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500mol．求：
（1）写出上述反应中涉及到的两个离子方程式H⁺+OH^-=H₂O，Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O
（2）原NaOH溶液的质量分数为10.71%．
（3）所得溶液中Cl^-的物质的量为0.25 mol．
（4）所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl₂）：n（H₂）=3：2．

Answer 1

分析 （1）根据题意可知，氢气在氯气中燃烧时，氯气过量，故和氢氧化钠反应的是HCl和过量的氯气；
（2）m（NaOH）=n（NaOH）×M（NaOH），m（溶液）=vρ，根据质量分数=$\frac{溶质的质量}{溶液的质量}$计算；
（3）根据电荷守恒计算；
（4）由题意可知氯气过量，反应后所得混合物为HCl和Cl₂，涉及反应有HCl+NaOH=NaCl+H₂O、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，根据质量守恒计算．

解答 解：（1）根据题意可知，氢气在氯气中燃烧时，氯气过量，故和氢氧化钠反应的是HCl和过量的氯气，离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O，Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O，Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）m（NaOH）=n（NaOH）×M（NaOH）=0.1L×3mol/L×40g/mol=12g，
m（溶液）=vρ=100mL×1.12g/mL=112g，
则ω（NaOH）=$\frac{12g}{112g}$×100%=10.71%，
故答案为：10.71%；
（3）所得溶液中为NaCl和NaClO的混合物，根据电荷守恒可知n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-），
则n（Cl^-）=n（Na⁺）-n（ClO^-）=0.3mol-0.05mol=0.25mol，
故答案为：0.25；
（4）由题意可知氯气过量，反应后所得混合物为HCl和Cl₂，
涉及反应有HCl+NaOH=NaCl+H₂O、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
据反应可知，燃烧后剩余Cl₂为n（Cl₂）_余=n（NaClO）=0.05 mol，
与H₂反应的Cl₂为n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×[n（Cl^-）-n（NaClO）]=$\frac{1}{2}$×（0.25mol-0.05mol）=0.1mol=n（H₂），
则所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl₂）：n（H₂）=（0.1mol+0.05mol）：0.1mol=3：2，
故答案为：3：2．

点评 本题考查较为综合，侧重于学生计算能力和分析能力的考查，注意判断反应的程度以及相关方程式的书写，从质量守恒的角度解答该题．