Question

3．将15.68L（标准状况）的氯气通入70℃、500mL氢氧化钠溶液中，氯气发生了两个自身氧化还原反应，其氧化产物分别为次氯酸钠和氯酸钠．若取此溶液25.00mL．稀释到250.0mL．再量取此稀溶液25.00mL用醋酸酸化后，加入过量碘化钾溶液充分反应，此时只有次氯酸钠氧化碘化钾．用浓度为0.2000mol•L^-1硫代硫酸钠溶液滴定生成的碘：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，消耗硫代硫酸钠溶液5.00mL时恰好到终点．将滴定后的溶液再用盐酸酸化至强酸性，此时氯酸钠亦能氧化碘化钾，生成的碘再用上述硫代硫酸钠溶液滴定到终点，需要硫代硫酸钠溶液30.00mL．
（1）计算氯气反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比．
（2）写出符合上述条件的总化学方程式．
（3）若氢氧化钠溶液在通入氯气前后的体积变化可忽略不计，计算通入氯气后各生成物的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）根据关系式ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-、ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-计算出次氯酸钠和氯酸钠的物质的量，据此解答；
（2）氯气与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaClO、NaClO₃与水，结合NaClO、NaClO₃的物质的量关系，配平书写方程式；
（3）计算氯气的物质的量，根据方程式计算反应后n（NaClO）、n（NaClO₃）、n（NaCl），进而计算各自的浓度．

解答 解：（1）用醋酸酸化，只有次氯酸钠氧化碘化钾，消耗Na₂S₂O₃溶液10.00mL，根据关系式：ClO^-～2I^-～I₂～2S₂O₃^2-，则n（NaClO）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$×n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×0.20mol/L×0.005L=0.0005mol；
用盐酸酸化至强酸性，氯酸钾氧化碘化钠，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL；根据关系式：ClO₃^-～6I^-～3I₂ ～6S₂O₃^2-，则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；
故答案为：1：2；
（2）氯气与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaClO、NaClO₃与水，n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：2，则反应总方程式为：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O，
故答案为：7Cl₂+14NaOH=2NaClO₃+NaClO+11NaCl+7H₂O；
（3）15.68L（标准状况）Cl₂ 的物质的量是：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
则：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
故答案为：c（NaClO）=0.2mol/L；c（NaClO₃）=0.4mol/L；（NaCl）=2.2mol/L．

点评 本题考查了有关氧化还原反应计算，明确发生反应实质，准确把握各反应物量之间的关系是解题关键，侧重考查学生分析计算能力，题目难度中等．