Question

【题目】工业上用氢气与氯气的的反应生产盐酸。

若一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL 3.0mol/L NaOH溶液（密度为1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含NaClO的物质的量为0.0500mol。

（1）写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式______________________。

（2）原NaOH溶液的质量分数为_____________________________。（保留三位小数）

（3）所得溶液中Cl－的物质的量为____________________________。

（4）求所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比____________________________。（写出计算过程）

（5）若将H2和Cl2充分混合后，在光照条件下会发生爆炸。现取一份H2和Cl2组成的混合气体经光照充分反应后，通入1000mL 0.1mol/L的NaOH溶液中，如图表示某种离子的物质的量随通入气体的体积变化曲线。当n=0.02mol时，光照前的混合气体中H2和Cl2的物质的量之比为________（已知HClO为弱酸，在水中主要以分子形式存在）

。

Answer 1

【答案】Cl2＋2NaOH→NaCl＋NaClO＋H2O 0.107 0.25mol 3：2 3：5

【解析】

⑴氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其化学方程式为Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O，故答案为Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O；

⑵原NaOH溶液的质量分数为，推出，

因此，故答案为0.107；

⑶氢氧化钠物质的量为，

根据钠离子守恒，氢氧化钠溶液中钠离子反应生成到了氯化钠和次氯酸钠中，氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠，即溶液中氯化钠的物质的量与次氯酸钠的物质的量之和等于氢氧化钠中钠离子物质的量，因此溶液中Cl－的物质的量

，

故答案为0.25 mol；

⑷求所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比

Cl2＋2NaOH == NaCl＋NaClO＋H2O

1 2 1 1

0.05 0.1 0.05 0.05

生成次氯酸钠0.05 mol，则消耗氯气物质的量为0.05 mol，消耗氢氧化钠物质的量为0.1 mol，氢氧化钠与氯化氢反应的物质的量为0.2 mol；

HCl ＋ NaOH == NaCl ＋ H2O Cl2＋ H2 2HCl

1 1 1 1 2

0.2 0.2 0.1 0.1 0.2

即总共消耗得氯气物质的量为0.1mol ＋0.05 mol =0.15 mol，

消耗得氢气物质的量为0.1 mol ，因此所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比0.15:0.1 =3:2，故答案为3:2；

⑸氢气与氯气反应生成HCl，直接和氢氧化钠反应，剩余的气体为氯气，氯气与水反应生成的盐酸与次氯酸反应，次氯酸与氢氧化钠反应，当次氯酸过量，多余的次氯酸以分子形式存在，任意时刻通入氯化氢跟氯气量是固定的，都应是先与氯化氢反应完再接着与氯气反应，继续通气体，直到将氢氧化钠反应完，还在继续通气体，然后就是次氯酸钠与氯化氢反应，导致次氯酸根离子浓度先增大后减小，图中曲线表示的是ClO－的变化曲线。

当n=0.02mol，说明生成的NaClO为0.02mol，由反应Cl2＋2NaOH == NaCl＋NaClO＋H2O可知混合气体中剩余的Cl2为0.02mol，消耗的NaOH为0.04 mol，100mL1.0mol/L NaOH溶液中物质的量为0.1 mol，则与HCl反应的NaOH为0.1mol - 0.04mol = 0.06mol，由反应HCl ＋ NaOH = NaCl ＋ H2O可知，混合气体中HCl的物质的量为0.06mol，则由反应Cl2＋ H2 2HCl可知，反应的H2和Cl2的物质的量均为0.03mol，则光照前氢气物质的量为0.03mol，氯气的物质的量为0.03 mol+ 0.02 mol =0.05 mol，则，故答案为3:5。