Question

9．一定量的氫氣在氯氣中燃燒，所得混合物用100mL 3.00mol•L^-1的NaOH溶液（密度為1.12g•mL^-1）恰好完全吸收，測得溶液中含有NaClO的物質(zhì)的量為0.05mol．試計算
（1）原NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）所得溶液中NaCl的物質(zhì)的量．
（3）所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算公式變形計算NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）氫氣與氯氣反應(yīng)，用NaOH吸收氣體，所得的溶液中含有NaClO，故氫氣與氯氣反應(yīng)時，氯氣有剩余，用氫氧化鈉吸收后溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaClO，根據(jù)c=nV計算NaOH物質(zhì)的量，根據(jù)鈉離子守恒，溶液中n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO），據(jù)此計算溶液中n（NaCl），溶液中n（Cl^-）=n（NaCl）；
（3）根據(jù)氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）=n（NaOH），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCl，進(jìn)而計算HCl與氫氧化鈉反應(yīng)生成的NaCl，再根據(jù)H原子守恒計算n（H₂），據(jù)此解答．

解答 解：（1）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$可知，NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3×40}{1000×1.12}$=10.7%，
答：原NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.7%；
（2）氫氣與氯氣反應(yīng)，用NaOH吸收氣體，所得的溶液中含有NaClO，故氫氣與氯氣反應(yīng)時，氯氣有剩余，用氫氧化鈉吸收后溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaClO，溶液中n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）=0.1L×3mol/L=0.3mol，故溶液中n（NaCl）=0.3mol-0.05mol=0.25mol，溶液中n（Cl^-）=n（NaCl）=0.25mol，
答：所得溶液中NaCl的物質(zhì)的量為0.25mol；
（3）溶液中含有NaClO的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，故氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCl的物質(zhì)的量為$\frac{0.05mol×1}{1}$=0.05mol，故HCl與NaOH反應(yīng)生成的NaCl的物質(zhì)的量為0.25mol-0.05mol=0.2mol，故n（HCl）=0.2mol，故n（H₂）=$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO），故2n（Cl₂）=n（NaOH）=0.3mol，所以n（Cl₂）=0.15mol，故所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比n（Cl₂）：n（H₂）=0.15mol：0.1mol=3：2，
答：所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比為3：2．

點評 本題考查混合物的有關(guān)計算、溶液濃度有關(guān)計算，清楚發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意利用守恒法簡化計算，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，難度中等．