Question

4．由氫氣和氯氣組成的混合氣體（氯氣過量），經(jīng)光照充分反應(yīng)后，通入100mL 1.0mol•L^-1的NaOH溶液中．下圖中圖甲表示溶液中某種離子的物質(zhì)的量隨通入氣體體積的變化曲線，圖乙表示溶液的導(dǎo)電性隨氣體體積的變化曲線．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />
（1）圖甲表示溶液中ClO^-離子的變化曲線；
（2）對(duì)溶液進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，當(dāng)通入的混合氣體體積大于V₁時(shí)，引起的溶液導(dǎo)電性明顯增強(qiáng)的主要陰、陽(yáng)離子為Cl^-和H⁺；
（3）當(dāng)n=0.01mol時(shí)，光照前的混合氣體中H₂與Cl₂的物質(zhì)的量之比為4：5．

Answer 1

分析 （1）氯氣過量，光照后為HCl與氯氣混合氣體，HCl和Cl₂都與NaOH溶液反應(yīng)：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、HCl+NaClO=NaCl+HClO，根據(jù)圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質(zhì)的量先增大后減小，該離子是ClO^-；
（2）ClO^-濃度最小，即其轉(zhuǎn)化為HClO后，再通入氣體，溶液導(dǎo)電能力逐漸增大，說明氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸；
（3）當(dāng)n（ClO^-）=0.01 mol時(shí)，氫氧化鈉完全反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)后氯氣、HCl物質(zhì)的量，再結(jié)合H₂+Cl₂=2HCl計(jì)算．

解答 解：（1）氯氣過量，光照后為HCl與氯氣混合氣體，HCl和Cl₂都與NaOH溶液反應(yīng)，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、HCl+NaClO=NaCl+HClO，根據(jù)圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質(zhì)的量先增大后減小，該離子是ClO^-，故答案為：ClO^-；
（2）ClO^-濃度最小，即其轉(zhuǎn)化為HClO后，再通入氣體，溶液導(dǎo)電能力逐漸增大，說明氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸，氯化氫在水分子的作用下電離出氫離子和氫氧根離子而使溶液導(dǎo)電性增強(qiáng)，故答案為：Cl^-和H⁺；
（3）氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，
當(dāng)n（ClO^-）=0.01 mol時(shí)，氫氧化鈉完全反應(yīng)，則：
     Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
0.01mol 0.02mol    0.01mol
            NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
（0.1-0.02）mol 0.08 mol
      H₂ +Cl₂ =2 HCl
0.04mol 0.04mol 0.08mol，
因此光照前的混合氣體中H₂和Cl₂的物質(zhì)的量之比為0.04mol：（0.01mol+0.04mol）=4：5，
故
故答案為：4：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式計(jì)算、混合物計(jì)算，明確圖象中階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，難度較大．