Question

在一定量的石灰乳中通入一定量的氯气，二者恰好完全反应（发生反应的反应均为放热反应）．生成物中有三种含氯元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如图所示．已知，生成ClO₃^-离子的反应为：6Ca（OH）₂+6Cl₂=5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O．
试回答：
（1）t₂时，Ca（ClO）₂与Ca（ClO₃）₂的物质的量之和为

 

mol，该石灰乳中含有的Ca（OH）₂的质量是

 

g．
（2）据分析，生成Ca（ClO₃）₂的反应是由温度升高引起的，通过氯气的速度不同，ClO^-和ClO₃^-的比例也不同．若在原石灰乳中通入氯气的速度加快，则反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

将

 

2（填“＞”“＜”或“=”）；若

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，则n（Cl^-）=

 

mol（用含a的代数式来表示）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：（1）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（C1O^-）=4mol，故n[Ca（ClO）₂]=2mol，n（C1O₃^-）=2mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=1mol，根据方程式6Ca（OH）₂+6Cl₂=5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O和方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O计算Ca（OH）₂的物质的量，进而计算质量；
（2）通入氯气的速率加快，反应速率加快，反应放出的热量无法很快散失，体系温度升高，生成的n（ClO₃^-）增多；由（1）可知，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=5mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=10mol，若n（ClO^-）/n（ClO₃^-）=a，则an（ClO₃^-）+n（ClO₃^-）=10-n（Cl^-），根据电子转移守恒有，an（ClO₃^-）+5n（ClO₃^-）=n（Cl^-），联立方程计算．

解答： 解：（1）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（C1O^-）=4mol，故n[Ca（ClO）₂]=2mol，n（C1O₃^-）=2mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=1mol，Ca（ClO）₂与Ca（ClO₃）₂的物质的量之和为3mol；根据方程式6Ca（OH）₂+6Cl₂=5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O和方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O计算Ca（OH）₂的物质的量为2mol×2+1mol×6=10mol，Ca（OH）₂的质量为10mol×74g=740g；故答案为：3；740；
（2）通入氯气的速率加快，反应速率加快，反应放出的热量无法很快散失，体系温度升高，生成的n（ClO₃^-）增多，所以n（ClO^-）/n（ClO₃^-）＜2，
由（1）可知，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=10mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=20mol，若n（ClO^-）/n（ClO₃^-）=a，则an（ClO₃^-）+n（ClO₃^-）=20-n（Cl^-），根据电子转移守恒有，an（ClO₃^-）+5n（ClO₃^-）=n（Cl^-），联立方程解得，n（Cl^-）=

10(a+5)

a+3

．
故答案为：＜；

10(a+5)

a+3

．

点评：本题考查氯气性质、图象计算、离子方程式与化学方程式的书写、阅读获得信息的能力等，难度较大，读懂图象与信息判断发生的反应是解题的关键．