Question

在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）．生成物中含有Cl^-、ClO^-、Cl

O

- 3

三种含氯元素的离子，其中ClO^-、Cl

O

- 3

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，Ca（OH）₂与Cl₂发生反应的离子方程式为

Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（2）t₂时

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=

2

，此时，Ca（OH）₂与C1₂发生反应的总化学方程式为

10Cl₂+10Ca（OH）₂=7CaCl₂+2Ca（ClO）₂+Ca（ClO₃）₂+10H₂O

．
（3）该石灰乳中含有Ca（OH）₂的物质的量是

5

mol．
（4）据分析，生成Ca（ClO₃）₂的反应是由温度升高引起的，通入氯气的速度不同，ClO^-和Cl

O

- 3

的比也不同．
①若在原石灰乳中通入氯气的速度加快，则反应后

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=

＜

2．（填“＞”“＜”“=”）
②若

n(ClO-)

n(Cl O - 3 )

=a，则n（Cl^-）=

5(a+5)

a+3

mol（用含a的代数式表示）．

Answer 1

分析：（1）由图可知，t₁时没有ClO₃^-生成，生成Cl^-、ClO^-，故t₁时氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水．
（2）由图可知，t₂时n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，所以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，配平书写方程式．
（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）①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．
②由（3）可知，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时没有ClO₃^-生成，生成Cl^-、ClO^-，故t₁时氯气与氢氧化钙反应生成CaCl₂、Ca（ClO）₂、H₂O，反应离子方程式为Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cl^-+ClO^-+H₂O．
故答案为：Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）由图可知，t₂时n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，所以n（ClO^-）/n（ClO₃^-）=2；
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：2；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）①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，所以n（ClO^-）/n（ClO₃^-）＜2，故答案为：＜．
②由（3）可知，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^-）=

5(a+5)

a+3

．
故答案为：

5(a+5)

a+3

．

点评：考查氯气性质、图象计算、离子方程式与化学方程式的书写、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．