Question

由氫氣和氯氣組成的混合氣體，經光照充分反應后，通入100mL，1mol/L NaOH溶液中，溶液中某種離子的物質的量（圖甲）和溶液的導電性（圖乙）隨著混合氣體通入體積的變化而變化．
（1）圖甲曲線表示溶液中

 

離子的變化．
（2）對溶液進行導電性實驗時，發現當通入的混合氣體體積大于V₁時，隨著混合氣體的通入，溶液導電性明顯增強，引起增強的主要陰陽離子是

 

．
（3）當圖甲中n₁=0.02mol時，光照前的混合氣體中H₂和Cl₂的物質的量之比為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）根據圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質的量先增大后減小，如果氯氣和氫氣恰好反應或氫氣過量，氯氣和氫氣反應后的生成物HCl和NaOH反應，則溶液中Cl^-濃度增大，OH^-離子濃度減小，不符合題意，則只能是氯氣過量，為HCl與氯氣混合氣體；
（2）ClO^-濃度最小，即為其轉化為HClO后，再通入氣體，溶液導電能力逐漸增大，說明氯氣和氫氧化鈉溶液反應完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸；
（3）當n（ClO^-）=0.02 mol時，氫氧化鈉完全反應，發生反應：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O，根據方程式計算反應后氯氣、HCl物質的量，再結合H₂+Cl₂=2HCl計算．

解答： 解：（1）根據圖象知，隨著混合氣體的通入，某種離子的物質的量先增大后減小，如果氯氣和氫氣恰好反應或氫氣過量，氯氣和氫氣反應后的生成物HCl和NaOH反應，則溶液中Cl^-濃度增大，OH^-離子濃度減小，不符合題意，則只能是氯氣過量，HCl和Cl₂都與NaOH溶液反應，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、HCl+NaClO=NaCl+HClO，所以溶液中離子濃度先增大后減小的是ClO^-，
故答案為：ClO^-；
（2）ClO^-濃度最小，即為其轉化為HClO后，再通入氣體，溶液導電能力逐漸增大，說明氯氣和氫氧化鈉溶液反應完全后HCl仍然有剩余，氯化氫溶于水生成鹽酸，氯化氫在水分子的作用下電離出氫離子和氫氧根離子而使溶液導電性增強，故答案為：Cl^-和H⁺；
（3）氫氧化鈉的物質的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，
當n（ClO^-）=0.02 mol時，氫氧化鈉完全反應，則：
      Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
  0.02 mol 0.04 mol  0.02 mol 
     NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
（0.1-0.04）mol 0.06 mol
     H₂ +Cl₂ =2  HCl
0.03 mol 0.03 mol  0.06 mol，
因此光照前的混合氣體中H₂和Cl₂的物質的量之比為0.03 mol：（0.02 mol+0.03 mol）=3：5，
故答案為：3：5．

點評：本題考查化學方程式計算、混合物計算，明確圖象中階段發生的反應是關鍵，難度較大．