Question

9．计算题．
（1）已知在酸性条件下溴酸盐可发生如下离子反应：
Ⅰ．2BrO₃^-+10Cl^-+12H⁺═5Cl₂↑+Br₂+6H₂O
Ⅱ．6BrO₃^-+5Cl^-+6H⁺═5ClO₃^-+3Br₂+3H₂O
Ⅲ．BrO₃^-+5Br^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O
现将120mL0.4mol•L^-1KBrO₃溶液和100mL 0.6mol•L^-1KCl溶液在稀H₂SO₄中混合，充分反应后，产物KClO₃和Cl₂的物质的量之比为3：1．
（2）黑火药（硫黄、木炭和硝酸钾的混合物，杂质忽略不计）是我国的四大发明之一．现有黑火药样品124g，燃烧后生成33.6L（标准状况下）气体和由K₂CO₃、K₂SO₄组成的固体混合物．33.6L气体中CO和CO₂占$\frac{2}{3}$，其余气体为N₂．则该黑火药中硫黄的质量为8g．

Answer 1

分析 （1）KClO₃和Cl₂的物质的量物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒及氯元素守恒列方程计算解答；
（2）根据气体的总体积计算出及二氧化碳、CO的体积得出大气体积，根据N元素守恒得出硝酸钾的物质的量；设出硫磺的物质的量为x，然后利用C元素、K元素守恒列式计算出硫磺的物质的量及质量．

解答 解：（1）设KClO₃和Cl₂的物质的量物质的量分别为xmol、ymol，
根据电子转移守恒及氯元素守恒列方程，则：$\left\{\begin{array}{l}{6x+2y=0.12×0.4×5}\\{x+2y=0.1×0.6}\end{array}\right.$，
解得x=0.036、y=0.012，
所以产物KClO₃和Cl₂的物质的量之比为0.036：0.012=3：1，
故答案为：3：1；
（2）反应的化学方程式为3C+S+2KNO₃═K₂S+3CO₂+N₂（民间常说的一硫二硝三木炭），由题意知燃烧后生成33.6L（标准状况下）气体，剩余N₂为11.2L，即为0.5mol，根据氮元素守恒可知反应的KNO₃的物质的量为1mol，质量为101g；根据钾离子守恒可知硫酸钾和碳酸钾的总物质的量为0.5mol，
设该黑火药中硫黄的物质的量为x，则硫酸钾的物质的量为x，碳酸钾的物质的量为0.5-x，
又知气体中含碳元素为1mol，质量为12g，
则：101g+12g+32x+12（0.5-x）g=124g，解得x=0.5mol，
所以硫磺的质量为：32g/mol×0.5mol=8g，
故答案为：8．

点评 本题考查了混合物反应的计算、氧化还原反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法．