Question

5．一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL3.00molL^-1NaOH溶液（密度为1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含NaClO的物质的量为0.0500mol
（1）求原NaOH溶液的质量分数10.7%．（保留一位小数）
（2）求所得溶液中Cl^-的物质的量0.250mol．
（3）求所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比3：2．

Answer 1

分析 （1）依据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算氢氧化钠质量分数；
（2）由于最终溶液中的溶质只有NaCl、NaClO，则n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-）；
（3）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），与H₂反应的Cl₂为n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×[n（Cl^-）-n（NaClO）]，据此计算解答．

解答 解：（1）依据c=$\frac{1000ρω}{M}$可知：ω=$\frac{cM}{1000ρ}$=$\frac{3.00mol/L×40g/mol}{1000×1.12g/mL}$=10.7%；
故答案为：10.7%；
（2）在反应后的溶液中Na元素的存在方式为NaCl、NaClO，根据Na、Cl元素守恒可得所得溶液中Cl^-的物质的量为0.3mol-0.0500 mol=0.25mol，
故答案为：0.250mol；
（3）由方程式 NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
可知与NaOH反应消耗的氯气的物质的量为0.0500 mol，
同时产生NaCl0.0500 mol．则HCl反应产生的NaCl的物质的量为0.25mol-0.0500 mol=0.20mol．
因此发生反应H₂+Cl₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl的H₂与Cl₂的物质的量都为0.10mol．
所以n（H₂）=0.1mol；n（Cl₂）（总）=0.1mol+0.0500 mol=0.15mol，则所用氯气和参加反应的氯气的物质的量之比为：（0.1mol+0.05mol）：0.1mol=3：2，
故答案为：3：2．

点评 本题考查混合物的有关计算、溶液浓度有关计算，难度中等，清楚发生的反应是关键，注意利用守恒法进行计算，可以简化计算．