Question

3．將15.68L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氯氣通入70℃、500mL氫氧化鈉溶液中，氯氣發(fā)生了兩個(gè)自身氧化還原反應(yīng)，其氧化產(chǎn)物分別為次氯酸鈉和氯酸鈉．若取此溶液25.00mL．稀釋到250.0mL．再量取此稀溶液25.00mL用醋酸酸化后，加入過(guò)量碘化鉀溶液充分反應(yīng)，此時(shí)只有次氯酸鈉氧化碘化鉀．用濃度為0.2000mol•L^-1硫代硫酸鈉溶液滴定生成的碘：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，消耗硫代硫酸鈉溶液5.00mL時(shí)恰好到終點(diǎn)．將滴定后的溶液再用鹽酸酸化至強(qiáng)酸性，此時(shí)氯酸鈉亦能氧化碘化鉀，生成的碘再用上述硫代硫酸鈉溶液滴定到終點(diǎn)，需要硫代硫酸鈉溶液30.00mL．
（1）計(jì)算氯氣反應(yīng)后的溶液中次氯酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量之比．
（2）寫出符合上述條件的總化學(xué)方程式．
（3）若氫氧化鈉溶液在通入氯氣前后的體積變化可忽略不計(jì)，計(jì)算通入氯氣后各生成物的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)關(guān)系式ClO^-～2I^-～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-、ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-計(jì)算出次氯酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
（2）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃與水，結(jié)合NaClO、NaClO₃的物質(zhì)的量關(guān)系，配平書寫方程式；
（3）計(jì)算氯氣的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)后n（NaClO）、n（NaClO₃）、n（NaCl），進(jìn)而計(jì)算各自的濃度．

解答 解：（1）用醋酸酸化，只有次氯酸鈉氧化碘化鉀，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL，根據(jù)關(guān)系式：ClO^-～2I^-～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，則n（NaClO）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$×n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×0.20mol/L×0.005L=0.0005mol；
用鹽酸酸化至強(qiáng)酸性，氯酸鉀氧化碘化鈉，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL；根據(jù)關(guān)系式：ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-，則n（NaClO₃）=$\frac{1}{6}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{6}$×0.20mol/L×0.03L=0.001mol；
故n（NaClO）：n（NaClO₃）=0.0005mol：0.001=1：2；
故答案為：1：2；
（2）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃與水，n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：2，則反應(yīng)總方程式為：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O，
故答案為：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O；
（3）15.68L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）Cl₂ 的物質(zhì)的量是：15.68 L÷22.4 L•mol^-1=0.7mol，
7 Cl₂+14  NaOH=2  NaClO₃+NaClO+11  NaCl+7H₂O
 7            2          1        11
0.7mol    n（NaClO₃）   n（NaClO）   n（NaCl）
n（NaClO₃）=$\frac{0.7mol×2}{7}$=0.2mol
n（NaClO）=$\frac{0.7mol×1}{7}$=0.1mol
n（NaCl）=$\frac{0.7mol×11}{7}$=1.1mol
則：c（NaClO）=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L
c（NaClO₃）=$\frac{0.2mol}{0.5L}$=0.4mol/L
c（NaCl）=$\frac{1.1mol}{0.5L}$=2.2mol/L
故答案為：c（NaClO）=0.2mol/L；c（NaClO₃）=0.4mol/L；（NaCl）=2.2mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)氧化還原反應(yīng)計(jì)算，明確發(fā)生反應(yīng)實(shí)質(zhì)，準(zhǔn)確把握各反應(yīng)物量之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，題目難度中等．