Question

3．將一定量的氯氣通入50mL 10.00mol/L的氫氧化鈉濃溶液中，加熱少許時間后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO₃共存體系．下列判斷正確的是（　　）

• A． 與NaOH反應的氯氣一定為0.5 mol
• B． 反應后的溶液中n（Na⁺）﹕n（Cl^-）可能為9﹕5
• C． 若反應中轉移的電子為n mol，則0.20＜n＜0.30
• D． n（NaCl）：n（NaClO）：n（NaClO₃）可能為11﹕2﹕1

Answer 1

分析 A、由于反應后體系中沒有NaOH，故氫氧化鈉反應完，根據鈉元素守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃），再根據氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃），據此計算；
B、根據方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O可知，氧化產物只有NaClO，n（Na⁺）：n（Cl^-）最大為2：1，當氧化產物為NaClO₃，n（Na⁺）：n（Cl^-）最小為6：5，據此判斷；
C、利用極限法解答，根據方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O可知，氧化產物只有NaClO，轉移電子數最少，氧化產物只有NaClO₃，轉移電子數最多；
D、令n（NaCl）=11mol，n（NaClO）=2mol，n（NaClO₃）=1mol，根據電子轉移守恒驗證判斷．

解答 解：A、由于反應后體系中沒有NaOH，故氫氧化鈉反應完，根據鈉元素守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.05L×10mol/L=0.5mol，根據氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.5mol，故參加反應的氯氣n（Cl₂）=0.25mol，故A錯誤；
B、根據方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O可知，氧化產物只有NaClO，n（Na⁺）：n（Cl^-）最大為2：1，當氧化產物為NaClO₃，n（Na⁺）：n（Cl^-）最小為6：5，故6：5＜n（Na⁺）：n（Cl^-）＜2：1，所以反應后的溶液中n（Na⁺）﹕n（Cl^-）可能為9﹕5，故B正確；
C、根據方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O、3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O可知，氧化產物只有NaClO，轉移電子數最少，為0.5mol×$\frac{1}{2}$×1=0.25mol，氧化產物只有NaClO₃，轉移電子數最多，為0.5mol×$\frac{5}{6}$×1=0.42mol，即0.25＜n＜0.42，故C錯誤；
D、令n（NaCl）=11mol，n（NaClO）=2mol，n（NaClO₃）=1mol，生成NaCl獲得的電子為11mol×1=11mol，生成NaClO、NaClO₃失去的電子為2mol×1+1mol×5=7mol，得失電子不相等，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查氧化還原反應計算、根據方程式的計算等，難度較大，注意極限法與守恒法的利用，側重于考查學生的分析能力和計算能力．