Question

9．一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL 3.00mol•L^-1的NaOH溶液（密度为1.12g•mL^-1）恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05mol．试计算
（1）原NaOH溶液中溶质的质量分数．
（2）所得溶液中NaCl的物质的量．
（3）所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比．

Answer 1

分析 （1）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算公式变形计算NaOH的质量分数；
（2）氢气与氯气反应，用NaOH吸收气体，所得的溶液中含有NaClO，故氢气与氯气反应时，氯气有剩余，用氢氧化钠吸收后溶液中溶质为NaCl、NaClO，根据c=nV计算NaOH物质的量，根据钠离子守恒，溶液中n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO），据此计算溶液中n（NaCl），溶液中n（Cl^-）=n（NaCl）；
（3）根据氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）=n（NaOH），根据电子转移守恒计算氯气与氢氧化钠反应生成NaCl，进而计算HCl与氢氧化钠反应生成的NaCl，再根据H原子守恒计算n（H₂），据此解答．

解答 解：（1）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$可知，NaOH溶液的质量分数为$\frac{3×40}{1000×1.12}$=10.7%，
答：原NaOH溶液中溶质的质量分数为10.7%；
（2）氢气与氯气反应，用NaOH吸收气体，所得的溶液中含有NaClO，故氢气与氯气反应时，氯气有剩余，用氢氧化钠吸收后溶液中溶质为NaCl、NaClO，溶液中n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）=0.1L×3mol/L=0.3mol，故溶液中n（NaCl）=0.3mol-0.05mol=0.25mol，溶液中n（Cl^-）=n（NaCl）=0.25mol，
答：所得溶液中NaCl的物质的量为0.25mol；
（3）溶液中含有NaClO的物质的量为0.05mol，根据电子转移守恒，故氯气与氢氧化钠反应生成NaCl的物质的量为$\frac{0.05mol×1}{1}$=0.05mol，故HCl与NaOH反应生成的NaCl的物质的量为0.25mol-0.05mol=0.2mol，故n（HCl）=0.2mol，故n（H₂）=$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO），故2n（Cl₂）=n（NaOH）=0.3mol，所以n（Cl₂）=0.15mol，故所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl₂）：n（H₂）=0.15mol：0.1mol=3：2，
答：所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比为3：2．

点评 本题考查混合物的有关计算、溶液浓度有关计算，清楚发生的反应是关键，注意利用守恒法简化计算，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．