Question

液氯儲罐中�；煊蠳Cl₃，當液氯中NCl₃的質(zhì)量分數(shù)達到4%以上就有爆炸危險．
（1）NCl₃易水解生成一種堿性氣體和一種具有漂白性的物質(zhì)．寫出該反應的化學方程式

 

．
（2）為測定氯氣中的NCl₃含量，將一定量樣品先通過足量鹽酸吸收NCl₃（反應為：NCl₃+4HCl→NH₄Cl+3Cl₂），再用400mL 20.0%（ρ=1.22g/cm³）的工業(yè)NaOH溶液吸收所有的Cl₂，測得吸收后NaOH溶液增重51.4g．經(jīng)測定NCl₃吸收管內(nèi)NH₄⁺質(zhì)量為0.270g．
①上述工業(yè)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

．
②計算該樣品中NCl₃的質(zhì)量分數(shù)，并判斷該樣品是否安全？
（3）一般情況下，較強的氧化劑如：MnO₂、KMnO₄、KClO₃、Ca（ClO）₂等氧化濃鹽酸時，有如下反應規(guī)律：氧化劑+濃鹽酸→金屬氯化物+水+氯氣．實驗室通常用該原理制取少量Cl₂．
①將214.5g Ca（ClO）₂放入500mL 12.0mol/L的濃鹽酸中，生成的Cl₂在標準狀況下的體積為39.2L．若反應前后溶液的體積保持不變，計算反應后溶液中HCl的物質(zhì)的量濃度．
②漂白粉是 Ca（ClO）₂、CaCl₂、Ca（OH）₂、H₂O和CaO的混合物．漂白粉放出的氯氣具有漂白作用，叫有效氯．通常用有效氯表示漂白粉的純度．漂白粉中的有效氯含量常用滴定碘法進行測定，即在一定量的漂白粉中加入過量的KI，加H₂SO₄酸化，有效氯與I^-作用析出等量的I₂，析出的I₂以淀粉指示劑立即用Na₂S₂O₃標準溶液滴定．若測定漂白粉中有效氯時用鹽酸酸化，則鹽酸的濃度應小于

 

mol/L，否則測定的有效氯將

 

（選填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）NCl₃易水解生成一種堿性氣體和一種具有漂白性的物質(zhì)，由元素守恒及物質(zhì)的性質(zhì)可知，生成氨氣和HClO；
（2）①利用c=

1000ρw

M

計算；
②測定NCl₃吸收管內(nèi)NH₄⁺質(zhì)量為0.270g，n（NH₄⁺）=0.015mol，由反應可知，n（NCl₃）=0.015mol，則m（NCl₃）=0.015mol×120.5g/mol=1.8075g，用鹽酸處理生成氯氣為0.015mol×3×71g/mol=3.195g，結合質(zhì)量分數(shù)計算方法及液氯中NCl₃的質(zhì)量分數(shù)達到4%以上就有爆炸危險解答；
（3）①次氯酸鈣與濃鹽酸反應生成氯氣（該反應屬于歸中反應），濃鹽酸隨著反應的進行會變成稀鹽酸，即無法與次氯酸鈣反應繼續(xù)生成氯氣了，只能生成次氯酸．通過題中給出的氯氣的體積，可計算出消耗的HCl的物質(zhì)的量，用反應前的濃鹽酸中的HCl的物質(zhì)的量減去前面消耗的HCl的物質(zhì)的量，即可得出不再與次氯酸鈣反應生成氯氣時的剩余HCl的物質(zhì)的量；
②濃鹽酸要與Ca（ClO）₂反應生成Cl₂氣體，隨反應進行次氯酸鈣和稀鹽酸反應生成次氯酸，最后過量的鹽酸不再和次氯酸鈣發(fā)生反應，才能起到酸化的作用，漂白粉是 Ca（ClO）₂、CaCl₂?Ca（OH）₂?H₂O 和 CaO 的混合物中次氯酸根離子和氯離子在酸溶液中1：1發(fā)生反應，加入鹽酸只是起到酸化的作用．

解答：解：（1）NCl₃易水解生成一種堿性氣體和一種具有漂白性的物質(zhì)，由元素守恒及物質(zhì)的性質(zhì)可知，生成氨氣和HClO，該反應為NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO，
故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
（2）（1）20.0%（ρ=1.22g/cm³）的工業(yè)NaOH溶液，其濃度為

1000×1.22×20%

40

=6.1mol/L，故答案為：6.1mol/L；
（2）測定NCl₃吸收管內(nèi)NH₄⁺質(zhì)量為0.270g，n（NH₄⁺）=0.015mol，由反應可知，n（NCl₃）=0.015mol，則m（NCl₃）=0.015mol×120.5g/mol=1.8075g，用鹽酸處理生成氯氣為0.015mol×3×71g/mol=3.195g，原氯氣的質(zhì)量為51.4-3.195=48.205 g，則NCl₃%=

1.8075g

48.205g

×100%=3.61%＜4%，則該樣品安全，
答：該樣品安全；
（3）①生成的Cl₂在標準狀況下的體積為39.2 L，n（Cl₂）=

39.2L

22.4L/mol

=1.75mol/L，
          Ca（ClO）₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O
            1        4           2
n（Ca（ClO）₂）    n₁（HCl）    1.75mol
解得n（Ca（ClO）₂）=0.875mol，n₁（HCl）=3.5mol，
由化學方程式計算只顯酸性的氯化氫和次氯酸鈣反應的氯化氫物質(zhì)的量=

214.5g

143g/mol

-0.875 mol=0.625 mol，
    Ca（ClO）₂+2HCl=CaCl₂+2HClO
      1         2
   0.625mol    n₂（HCl） 
n₂（HCl）=1.25 mol  
反應后溶液中n（HCl）=0.5 L×12 mol/L-3.5 mol-1.25 mol=1.25 mol，
c（HCl）=

1.25mol

0.5L

=2.5 mol/L，
答：反應后溶液中HCl的物質(zhì)的量濃度為2.5mol/L；
②濃鹽酸要與Ca（ClO）₂反應生成Cl₂氣體，隨反應進行次氯酸鈣和稀鹽酸反應生成次氯酸，最后過量的鹽酸不再和次氯酸鈣發(fā)生反應，而一定量的漂白粉中加入過量的KI，加H₂SO₄酸化，有效氯與I^-作用析出等量的I₂，漂白粉是 Ca（ClO）₂、CaCl₂?Ca（OH）₂?H₂O 和 CaO 的混合物中次氯酸根離子和氯離子在酸溶液中1：1發(fā)生反應，加入鹽酸只是起到酸化的作用，但Ca（OH）₂和CaO均與鹽酸反應，則鹽酸的濃度應小于2.5mol/L×2=5mol/L，否則濃度大時發(fā)生Ca（ClO）₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，測定的有效氯將偏高，
故答案為：5；偏高．

點評：本題考查較綜合，涉及氯及其化合物質(zhì)的性質(zhì)、化學反應的計算等，側重學生分析能力和計算能力的考查，（3）中計算為解答的難點，題目綜合性強，難度較大．