Question

向一定量的石灰乳中通入一定量的氯气，二者恰好完全反应（发生的反应均为放热反应）．生成物中有三种含氯元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如图所示．已知，生成ClO₃^-的反应为：6Ca（OH）₂+6Cl₂ 

点燃  .

5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O．
试回答：
（1）t₂时，Ca（ClO）₂与Ca（ClO₃）₂的物质的量之和为

 

 mol，该石灰乳中含有的Ca（OH）₂的质量是

 

 g．
（2）据分析，生成Ca（ClO₃）₂的反应是由温度升高引起的，通入氯气的速率不同，n（ClO^-）和n （ClO₃^-）的比例也不同．若在原石灰乳中通入氯气的速率加快，则反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

 

2（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）若反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，则n（Cl^-）=

 

 mol（用含a的代数式表示）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（C1O^-）=4mol，故n[Ca（ClO）₂]=2mol，n（C1O₃^-）=2mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=1mol，发生总反应为：10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O，根据方程式计算Ca（OH）₂的物质的量，进而计算Ca（OH）₂的质量；
（2）通入氯气的速率加快，反应速率加快，反应放出的热量无法很快散失，体系温度升高，生成的n（ClO₃^-）增多；
（3）由（1）可知，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=10mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=20mol，若n（ClO^-）/n（ClO₃^-）=a，则an（ClO₃^-）+n（ClO₃^-）=10-n（Cl^-），根据电子转移守恒有，an（ClO₃^-）+5n（ClO₃^-）=n（Cl^-），联立方程计算．

解答： 解：（1）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（C1O^-）=4mol，故n[Ca（ClO）₂]=2mol，n（C1O₃^-）=2mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=1mol，Ca（ClO）₂与Ca（ClO₃）₂的物质的量之和为2mol+1mol=3mol；
发生总反应为：10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O，根据方程式可知，n[Ca（OH）₂]=10n[Ca（ClO₃）₂]=1mol×10=10mol，Ca（OH）₂的质量为10mol×74g=740g，
故答案为：3；740；
（2）通入氯气的速率加快，反应速率加快，反应放出的热量无法很快散失，体系温度升高，生成的n（ClO₃^-）增多，反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

＜2，故答案为：＜；
（3）由（1）可知，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=10mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=20mol，若反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，则an（ClO₃^-）+n（ClO₃^-）=20-n（Cl^-），根据电子转移守恒有，an（ClO₃^-）+5n（ClO₃^-）=n（Cl^-），联立方程解得：n（Cl^-）=

10(a+5)

a+3

，
故答案为：

10(a+5)

a+3

．

点评：本题以图象形式，考查氯气性质、混合物计算、阅读获得信息的能力等，难度较大，读懂图象与信息判断发生的反应是解题的关键．