Question

4．將15.68L（標準狀況）的氯氣通入70℃．500mL氫氧化鈉溶液中，發(fā)生了兩個自身氧化還原反應(yīng)，其氧化產(chǎn)物為次氯酸鈉和氯酸鈉．若取此溶液25mL，稀釋到250mL，再取稀釋后的溶液25mL用醋酸酸化后，加入過量碘化鉀溶液充分反應(yīng)，此時只有次氯酸鈉氧化碘化鉀．用濃度為0.20mol/L硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）測定析出的碘：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，需用硫代硫酸鈉溶液5.0mL．將上述測定后的溶液再用鹽酸調(diào)至強酸性，此時氯酸鈉亦能氧化碘化鉀，析出的碘再用上述硫代硫酸鈉測定，又用了30.0mL．
（1）計算反應(yīng)后溶液中次氯酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量之比．
（2）用一個總化學(xué)方程式表示題中氯氣通入70℃氫氧化鈉溶液中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)．
（3）假設(shè)題中氫氧化鈉溶液的體積在通入氯氣前后的變化可忽略不計，請計算通入氯氣后各生成物的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)關(guān)系式ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-、ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-計算出次氯酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
（2）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃與水，結(jié)合NaClO、NaClO₃的物質(zhì)的量關(guān)系，配平書寫方程式；
（3）計算氯氣的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算反應(yīng)后n（NaClO）、n（NaClO₃）、n（NaCl），進而計算各自的濃度．

解答 解：（1）用醋酸酸化，只有次氯酸鈉氧化碘化鉀，消耗Na₂S₂O₃溶液5.0mL，根據(jù)關(guān)系式：ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-，則n（NaClO）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$×n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×0.20mol/L×0.005L=0.0005mol；
用鹽酸酸化至強酸性，氯酸鉀氧化碘化鈉，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL；根據(jù)關(guān)系式：ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-，則n（NaClO₃）=$\frac{1}{6}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{6}$×0.20mol/L×0.03L=0.001mol；
故n（NaClO）：n（NaClO₃）=0.0005mol：0.001=1：2；
故答案為：1：2；
（2）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃與水，n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：2，則反應(yīng)總方程式為：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O，
故答案為：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O；
（3）15.68L（標準狀況）Cl₂ 的物質(zhì)的量是：15.68 L÷22.4 L•mol^-1=0.7mol，
7 Cl₂+14 NaOH=2 NaClO₃+NaClO+11 NaCl+7H₂O
7                           2             1           11
0.7mol n（NaClO₃） n（NaClO） n（NaCl）
n（NaClO₃）=$\frac{0.7mol×2}{7}$=0.2mol
n（NaClO）=$\frac{0.7mol×1}{7}$=0.1mol
n（NaCl）=$\frac{0.7mol×11}{7}$=1.1mol
則：c（NaClO）=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L
c（NaClO₃）=$\frac{0.2mol}{0.5L}$=0.4mol/L
c（NaCl）=$\frac{1.1mol}{0.5L}$=2.2mol/L
故答案為：c（NaClO）=0.2mol/L；c（NaClO₃）=0.4mol/L；（NaCl）=2.2mol/L．

點評 本題考查了有關(guān)氧化還原反應(yīng)計算，明確發(fā)生反應(yīng)實質(zhì)，準確把握各反應(yīng)物量之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，題目難度中等．