Question

5．一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL 3.00mol/L的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．（假设反应前后溶液体积不变）
（1）燃烧前Cl₂在标准状况下的体积是多少升？
（2）所得溶液中Cl^- 的物质的量浓度？
（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）由于最终溶液中的溶质只有NaCl、NaClO，则n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$[n（Cl^-）+n（ClO^-）]=$\frac{1}{2}$n（Na⁺），进而计算氯气在标况下体积；
（2）由于最终溶液中的溶质只有NaCl、NaClO，则n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-），据此计算出氯离子物质的量，进而计算浓度；
（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）-nn（Cl₂）_余，据此计算解答．

解答 解：（1）由于最终溶液中的溶质只有NaCl、NaClO，则n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$[n（Cl^-）+n（ClO^-）]=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=$\frac{1}{2}$×0.1L×3.00mol/L=0.15mol，标况下体积为：0.15mol×22.4L/mol=3.36L；
答：燃烧前Cl₂在标准状况下的体积是3.36升；
（2）由于最终溶液中的溶质只有NaCl、NaClO，则n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（ClO^-），所以，n（Cl^-）=0.1 L×3.00 mol/L-0.0500 mol=0.250 mol，c（Cl^-）=$\frac{0.250mol}{0.1L}$=2.5mol/L；
答：所得溶液中Cl^- 的物质的量浓度2.5mol/L；
（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）=0.05 mol，
与H₂反应的Cl₂为0.15mol-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）=0.15mol：0.1mol=3：2；
答：所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl₂）：n（H₂）=0.15mol：0.1mol=3：2．

点评 本题考查化学方程式计算、混合物计算，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，注意利用守恒思想解答．