Question

已知Ca（OH）₂与Cl₂反应的氧化产物与温度有关，在一定量的石灰乳中通入足量的氯气，二者恰好完全反应．生成Cl^-、ClO^-、ClO₃^-三种含氯元素的离子，其中ClO^-、ClO₃^-两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如图所示．
（1）t₁时，开始有ClO₃^-生成的原因是

 

．
（2）t₂时，Ca（OH）₂与Cl₂发生反应的总的化学方程式为

 

．
（3）该石灰乳中含有Ca（OH）₂的物质的量是

 

mol．
（4）若反应物的量不变，在某温度下恰好完全反应时，氧化产物比值为

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，则n（Cl^-）=

 

mol（用含a的代数式来表示）．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）由图可知，t₁前发生Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cl^-+ClO^-+H₂O，该反应为放热反应，温度升高，t₁时开始反应生成Ca（ClO₃）₂；
（2）由图可知，t₂时n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，氯气与氢氧化钙反应生成CaCl₂、Ca（ClO）₂、Ca（ClO₃）₂、H₂O，且n[Ca（ClO）₂]：n[Ca（ClO₃）₂]=2：1；
（3）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（C1O^-）=2mol，故n[Ca（ClO）₂]=1mol，n（C1O₃^-）=1mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=0.5mol，根据（2）中方程式计算；
（4）某温度下恰好完全反应时，氧化产物比值为

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=5mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=10mol，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，t₁前发生Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cl^-+ClO^-+H₂O，该反应为放热反应，温度升高，t₁时开始反应生成Ca（ClO₃）₂，即反应放热使温度升高，在较高温度下可生成ClO₃^-，故答案为：反应放热使温度升高，在较高温度下可生成ClO₃^-；
（2）由图可知，t₂时n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，氯气与氢氧化钙反应生成CaCl₂、Ca（ClO）₂、Ca（ClO₃）₂、H₂O，且n[Ca（ClO）₂]：n[Ca（ClO₃）₂]=2：1，反应方程式为10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O，
故答案为：10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O；
（3）由图可知，t₂时氢氧化钙与氯气恰好反应，n（ClO^-）=2mol，故n[Ca（ClO）₂]=1mol，n（ClO₃^-）=1mol，故n[Ca（ClO₃）₂]=0.5mol，根据方程式10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O可知，n[Ca（OH）₂]=10n[Ca（ClO₃）₂]=0.5mol×10=5mol，
故答案为：5；
（4）某温度下恰好完全反应时，氧化产物比值为

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，参加反应的氯气n（Cl₂）=n[Ca（OH）₂]=5mol，根据氯元素守恒可知，n（ClO^-）+n（ClO₃^-）+n（Cl^-）=2n（Cl₂）=10mol，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^-），联立方程解得，n（Cl^-）=

5a+25

a+3

，
故答案为：

5a+25

a+3

．

点评：本题考查氯气性质、图象分析、离子方程式与化学方程式的书写和计算，侧重阅读获得信息的能力及计算能力的考查，题目难度较大，读懂图象与信息判断发生的反应是解题的关键．