Question

標準狀況下H₂和Cl₂組成的混合氣體a mol，其中氯氣的體積分數為w．經光照后緩緩通入含b mol NaOH的溶液中充分反應，測得最終溶液中含有c mol NaClO（c＞0），則下列說法正確的是（　�。�

• A、若c＞b-a，則w=1-

  b-c

  2a

• B、若a+c＞b，則w=1-

  b-2c

  2a

• C、若b=a+c，則w=0.5
• D、若a＜b-c，則w=

  a+c

  2a

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：最終溶液中含有c mol NaClO，說明氫氣與氯氣反應后氯氣有剩余，則光照后氣體是HCl、Cl₂的混合物，由H₂+Cl₂=2HCl可知，H₂、Cl₂物質的量總共為amol，再通入NaOH溶液，發(fā)生反應：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
若HCl、Cl₂完全反應，可知n（NaCl）+n（NaClO）=（a+c）mol，根據鈉離子守恒，需要氫氧化鈉為（a+c）mol，
①a+c=b時，NaOH與HCl、Cl₂恰好完全反應，得到NaCl、NaClO，根據鈉原子守恒計算氯化鈉和次氯酸鈉的物質的量，根據氯原子計算氯氣的物質的量，據此計算w；
②若a+c＜b時，NaOH有剩余，由Cl原子守恒，2 n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）=amol+cmol，據此計算w；
③a+c＞b時，NaOH不足，根據次氯酸鈉計算氯氣反應消耗的NaOH=2cmol，與HCl反應的NaOH為（b-2c）mol，根據H原子守恒計算氫氣的物質的量，則n（Cl₂）=n（混合氣體）-n（H₂），最后計算氯氣體積分數．

解答： 解：最終溶液中含有c mol NaClO，說明氫氣與氯氣反應后氯氣有剩余，則光照后氣體是HCl、Cl₂的混合物，由H₂+Cl₂=2HCl可知，H₂、Cl₂物質的量總共為amol，再通入NaOH溶液，發(fā)生反應：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
若HCl、Cl₂完全反應，含有氯元素物質的物質的量=n（NaCl）+n（NaClO）=（a+c）mol，根據鈉離子守恒，需要n（NaOH）=（a+c）mol，
①a+c=b時，NaOH與HCl、Cl₂恰好完全反應，得到NaCl、NaClO，可知n（Cl）=n（Na），可知n（Cl）=n（Na）=bmol，則氯氣的物質的量=0.5bmol，氯氣的體積分數=

0.5bmol

amol

×100%；
②若a+c＜b時，NaOH有剩余，由Cl原子守恒，2 n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）=（a+c）mol，氯氣的體積分數=

a+c 2

a

×100%=

a+c

2a

×100%=

a+c

2a

；
③若a+c＞b時，NaOH不足，根據Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O得n（NaOH）=2cmol，根據鈉原子守恒得與HCl反應的n（NaOH）=（b-2c）mol，根據H原子守恒得n（H2）=

1

2

n（HCl）=

b-2c

2

mol，則n（Cl₂）=n（混合氣體）-n（H₂）=[a-

b-2c

2

]mol，w=

2a-b+2c 2

a

=1-

b-2c

2a

．
A．通過以上分析知，若c＞b-a，則w=1-

b-2c

2a

，故A錯誤；
B．若a+c＞b，則w=1-

b-2c

2a

，故B正確；
C．若b=a+c，且w=0.5，則氯氣和氫氣恰好反應生成HCl，沒有氯氣剩余，則溶液中不可能存在次氯酸鈉，不符合題意，故C錯誤；
D．通過以上分析知，若a＜b-c，則w=

a+c

2a

，故D正確；
故選BD．

點評：本題考查了混合物的計算，關鍵物質之間的反應及物質的性質結合原子守恒分析解答，注意：加入的NaOH可能完全反應也可能不完全反應，要分情況討論，為易錯點，題目難度較大．