Question

將過量的氯氣通入30mL濃度為10.0mol/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的共存體系．下列判斷正確的是（　　）

• A、與NaOH反應的氯氣一定為0.15 mol
• B、當反應中被氧化的氯元素和被還原的氯元素之比為1：4時，溶液中NaClO和NaClO₃的物質的量之比為3：1
• C、溶液中n（Na⁺）：n（Cl^-）可能為7：3
• D、若Cl₂與NaOH的反應中轉移的電子為n mol，則0.15＜n＜0.35

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、令n（NaCl）=16xmol，n（NaClO）=3xmol，n（NaClO₃）=xmol，根據電子轉移守恒驗證判斷；
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，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；
D、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．

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）=0.03L×10mol/L=0.3mol，根據氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.3mol，故參加反應的氯氣n（Cl₂）=0.15mol，故A正確；
B、令n（NaCl）=16xmol，n（NaClO）=3xmol，n（NaClO₃）=xmol，生成NaCl獲得的電子為16xmol×1=16xmol，生成NaClO、NaClO₃失去的電子為3xmol×1+xmol×5=8xmol，得失電子不相等，故B錯誤；
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，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^-）＜2：1，7：3＞2：1，故C錯誤；
D、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0.3mol×

1

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×1=0.15mol，氧化產物只有NaClO₃，轉移電子數最多，為0.3mol×

5

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×1=0.25mol，則0.15＜n＜0.25，故D錯誤；
故選A．

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．