将15.68L(标准状况)氯气通入70℃、500mL氢氧化钠溶液中,发生了两
将15.68L(标准状况)氯气通入70℃、500mL氢氧化钠溶液中,发生了两个自身氧化还原反应,其氧化产物为次氯酸钠和氯酸钠。若取此溶液25mL稀释到250mL。再取稀溶液25mL用醋酸酸化后,加入过量的碘化钾充分反应,此时只有次氯酸钠氧化碘化钾。用浓度为0.20mol/L硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,消耗硫代硫酸钠溶液5.0mL时恰好反应完全。将滴定后的溶液用盐酸调至强酸性,此时氯酸钠亦能氧化碘化钾,析出的碘用上述硫代硫酸钠溶液再滴定至恰好反应完全,需要硫代硫酸钠溶液30.0mL。
(1)计算反应后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反应的化学方程式。
(3)氢氧化钠溶液的体积在通入氯气前后的变化忽略不计,计算通入氯气后各生成物的物质的量浓度。
根据题意,氯气与氢氧化钠溶液发生的两个自身氧化还原反应为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH
5NaCl+NaClO3+3H2O。醋酸酸化后,次氯酸钠氧化碘化钾的关系式为:ClO-~2I-~I2,同理,ClO3-~6I-~3I2。用硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。分别计算ClO-、ClO3-的物质的量。
(1)根据题意,有:
ClO-~2I-~I2~2S2O32- ClO3-~6I-~3I2~6S2O32-
1mol 2mol 1mol 6mol
0.0005 0.20×0.005 0.001 0.20×0.03
因此,n(ClO-)∶n(ClO3-)=0.0005∶0.001=1∶2,即反应后溶液中次氯酸钠与氯酸钠的物质的量之比为1∶2。
(2)根据(1)的计算结果,得总的化学方程式为:7Cl2+14NaOH=11NaCl+NaClO+2NaClO3+7H2O。
(3)通入氯气后,n(NaClO)=0.0005mol×250mL/25mL=0.005mol,因此c(NaClO)=0.005mol/(25mL×10-3L・mL-1)=0.2mol/L。
根据总反应的化学方程式中各物质的物质的量的关系,得c(NaClO3)=2c(NaClO)=2×0.2mol/L=0.4mol/L,c(NaCl)=11c(NaClO)=11×0.2mol/L=2.2mol/L。【试题分析】