Question

實驗室制取氯氣，將多余的氯氣用100ml 1.7mol/L的NaOH溶液完全吸收．對吸收后的溶液進行分析化驗，測知其pH等于13 （不考慮反應前后溶液的體積變化），ClO^-和ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為5：1．請回答：
（1）吸收氯氣消耗的NaOH的物質(zhì)的量為

0.16

mol．
（2）被氧化的氯氣的物質(zhì)的量為

0.03

mol，被還原的氯氣的物質(zhì)的量為

0.05

mol．
（3）若采用二氧化錳和濃鹽酸共熱的方法制氯氣，制備與尾氣中等量的氯氣所消耗的二氧化錳的質(zhì)量為

6.96

g．

Answer 1

分析：（1）反應后溶液pH等于13，反應后氫氧化鈉的濃度為0.1mol/L，根據(jù)n=cV計算反應前、后NaOH的物質(zhì)的量，據(jù)此計算；
（2）書寫反應方程式，根據(jù)方程式計算反應的氯氣，根據(jù)方程式被氧化氯氣所占比例計算被氧化氯氣物質(zhì)的量，進而計算被還原氯氣的物質(zhì)的量；
（3）根據(jù)關(guān)系式MnO₂～～～Cl₂計算二氧化錳的質(zhì)量．

解答：解：（1）反應前NaOH的物質(zhì)的量為：0.1 L×1.7 mol/L=0.17mol，反應后溶液pH等于13，反應后氫氧化鈉的濃度為0.1mol/L，故反應后NaOH的物質(zhì)的量為：0.1 L×0.1 mol/L=0.01mol，消耗的NaOH物質(zhì)的量為：0.17mol-0.01mol=0.16 mol，故答案為：0.16；
（2）ClO^-和ClO₃^-的物質(zhì)的量濃度之比為5：1，發(fā)生反應為8Cl₂+16NaOH=5NaClO+NaClO₃+10NaCl+8H₂O，
則反應掉的氯氣有0.16mol×

8

16

=0.08mol，
其中被氧化的氯氣生成NaClO、NaClO₃，即為0.08mol×

6

16

=0.03mol，
被還原的氯氣即為0.08mol-0.03mol=0.05mol，
故答案為：0.03；0.05；
（3）由（2）可知，尾氣中的氯氣為0.08mol，則：
  MnO₂～～～Cl₂
  87g      1 mol
m（MnO₂）    0.08mol
則m（MnO₂）=87g×

0.08mol

1mol

=6.96 g
故答案為：6.96．

點評：本題考查氧化還原反應的相關(guān)計算，氧化還原反應的相關(guān)計算在化學計量中難度較大，主要采用守恒法進行解答，本題利用方程式進行解答，需要書寫方程式，更容易理解．