Question

今有H₂和Cl₂混合气200 mL，已知其中一种气体为90 mL，另一种气体为110 mL，经强光照射充分反应后，恢复到原来的温度和压强，则反应后气体的体积为多少毫升？为确定反应后混合气体的成分，进行如下实验：使反应后的混合气体通过200 mL的水，并将剩余气体干燥，则剩余气体的体积为多少毫升？由此推断反应前混合气体的组成．

Answer 1

答案：
解析：

反应后气体体积为200 mL；当反应后混合气通过水后，剩余20 mL气体，且溶液呈酸性时，则原混合气中含Cl₂　90 mL，H₂　110 mL；当反应后混合气通过水后无剩余气体，且溶液不仅呈酸性，还有漂白性时，则原混合气中含Cl₂　110 mL，H₂　90 mL．

提示：

混合气光照条件下所发生的化学反应为：．由于参加反应的气体的物质的量总和等于反应生成气体的物质的量，所以不论是两种反应物刚好适量，还是其中一种过量，反应前后气体的总体积都不改变，仍为200mL．根据题意，一种气体为90 mL，另一种为110 mL，因此有过量问题．混合气的组成存在两种情况：当Cl₂为90 mL，H₂为110 mL时，生成HCl为180 mL，剩H₂　20 mL，将此混合气通过水时，180 mL　HCl全部溶于水，使溶液呈酸性，H₂因难溶于水，故剩余H₂　20 mL；当原混合气中Cl₂为110 mL，H₂为90 mL时，生成的HCl仍为180 mL，但剩余的20 mL是Cl₂而不是H₂，将反应后的混合气体通过水时，HCl仍全部溶解，因常温下1体积的水能够溶解约2体积的Cl₂，故20 mL　Cl₂也全部溶解，溶于水中的Cl₂发生如下反应：Cl₂＋H₂OHCl＋HClO，此时溶液不仅呈酸性，还有漂白性．

综上所述，根据反应后气体通过水后的体积和有无漂白性，可对混合气的组成作出判定．