Question

取一定質(zhì)量的NaBr、NaI的混合物平均分成五等分，分別加水配成溶液并編號為甲、乙、丙、丁、戊，再分別向各溶液中通入一定體積的氯氣，將反應(yīng)后所得溶液蒸干灼燒得固體，通入氯氣的體積與最終所得固體質(zhì)量記錄如下：

編號	甲	乙	丙	丁	戊
固體組成	______	______	______	______	NaCl
Cl2的體積/mL	V	2V	3V	4V	5V
固體質(zhì)量/g	54.62	43.64	35.48	30.14	29.25

求：（1）填寫表中空白．
（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl₂的體積V為______，原混合物中NaBr的物質(zhì)的量為______．

Answer 1

解：（1）戊中固體NaCl質(zhì)量29.25g，鈉離子守恒可知NaBr、NaI的物質(zhì)的量之和等于NaCl的物質(zhì)的量，即=0.5mol，
由鈉離子守恒可知反應(yīng)后蒸干灼燒得到的固體的物質(zhì)的量不變?yōu)?.5mol，
將反應(yīng)甲至戊視作每次增加vml氯氣計算，因還原性I^-＞Br^-＞Cl^-，故先有2NaI+Cl₂=2NaCl+I₂…①，反應(yīng)完后再有2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂…②．
①對于甲，固體平均摩爾質(zhì)量為=109.24g/mol，所以甲固體中一定含有NaI，所以甲固體的組成為NaI、NaBr、NaCl；
②對于乙視作甲增加vml氯氣，導(dǎo)致固體質(zhì)量減少為54.62g-43.64g=10.98g，
對于丙視作乙增加vml氯氣，導(dǎo)致固體質(zhì)量減少為43.64g-35.48=8.16g，
相同體積的氯氣與同種離子發(fā)生反應(yīng)，蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量減少相等．由于乙與丙后加入的vml氯氣使固體的質(zhì)量減少不相等，所以丙固體中一定不含有NaI，
再根據(jù)丁、戊繼續(xù)通入氯氣蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量還在減少，所以丙固體的組成為NaBr、NaCl；
③對于戊視作丁增加vml氯氣，蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量還在減少，結(jié)合丙固體的組成為NaBr、NaCl，說明丁固體的組成為NaBr、NaCl．
④丁中最后vml氯氣與NaBr反應(yīng)，vml氯氣完全反應(yīng)，且有NaBr剩余，令vml氯氣的物質(zhì)的量為n，則
Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂ 固體減少
1mol 160g-71g=89g
n 35.48g-30.14g=5.34g
所以n=0.06mol
即vml氯氣的物質(zhì)的量為0.06mol．
對于乙視作甲增加vml氯氣，導(dǎo)致固體質(zhì)量減少為54.62g-43.64g=10.98g，因還原性I^-＞Br^-＞Cl^-，故先有2NaI+Cl₂=2NaCl+I₂，反應(yīng)完后再有2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂．
vml氯氣與NaI反應(yīng)導(dǎo)致固體質(zhì)量減少最多
2NaI+Cl₂=2NaCl+I₂ 固體減少
1mol 254g-71g=183g
0.06mol a
所以a=10.98g，等于甲通入vml氯氣導(dǎo)致固體質(zhì)量減少，所以乙最后通入vml氯氣只與NaI反應(yīng)．
對于丙視作乙增加vml氯氣，導(dǎo)致固體質(zhì)量減少為43.64g-35.48=8.16g，vml氯氣與NaBr反應(yīng)導(dǎo)致固體質(zhì)量減少最少為35.48g-30.14g=5.34g，小于8.16g，
故丙中最后vml氯氣，既與NaI反應(yīng)又與NaBr反應(yīng)．
由上述分析可得：固體乙的組成為NaI、NaBr、NaCl；
故答案為：NaI、NaBr、NaCl；NaI、NaBr、NaCl；NaBr、NaCl；NaBr、NaCl；
（2）由（1）計算可知vml氯氣的物質(zhì)的量為0.06mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL，
由于乙最后通入vml氯氣只與NaI反應(yīng)，甲通入vml氯氣導(dǎo)致固體質(zhì)量減少等于乙最后通入vml氯氣導(dǎo)致固體質(zhì)量減少，
所以原溶液中NaI與NaBr的總質(zhì)量為54.62g+10.98g=65.6g，
令原溶液中NaI的物質(zhì)的量為xmol，NaBr的物質(zhì)的量為ymol，則
，解得x=0.3，y=0.2．
故答案為：1344mL；0.2mol．
分析：（1）本題為鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)，向NaBr、NaI的混合溶液中通入Cl₂，需考慮置換反應(yīng)發(fā)生的先后，因還原性I^-＞Br^-＞Cl^-，故先有2NaI+Cl₂=2NaCl+I₂…①，反應(yīng)完后再有2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂…②．將反應(yīng)甲至戊視作每次增加vml氯氣計算，相同體積的氯氣與同種離子發(fā)生反應(yīng)，蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量減少相等，再根據(jù)固體質(zhì)量差量進行判斷；
（2）根據(jù)丁最后加入的vml氯氣，導(dǎo)致蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量減少，計算v的值；
由表可知NaCl的質(zhì)量為29.25g，由鈉離子守恒可知NaBr、NaI的物質(zhì)的量之和為0.5mol．根據(jù)固體質(zhì)量差量進行判斷，乙最后通入vml氯氣只與NaI反應(yīng)，甲通入vml氯氣導(dǎo)致固體質(zhì)量減少等于乙最后通入vml氯氣導(dǎo)致固體質(zhì)量減少，所以原溶液中NaI與NaBr的總質(zhì)量為54.62g+10.98g=65.6g，據(jù)此列方程求解．
點評：本題以鹵素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)為載體，考查化學(xué)計算與思維分析能力，難度比較大，本題關(guān)鍵在于1、根據(jù)鈉離子守恒可知蒸干灼燒得到固體的物質(zhì)的量為定值0.5mol，進而確定甲固體的成分．2、相同體積的氯氣與同種離子發(fā)生反應(yīng)，蒸干灼燒得到固體的質(zhì)量減少相等，由丙固體質(zhì)量入手判斷．3、確定乙中乙最后通入vml氯氣只與NaI反應(yīng)及確定乙固體的成分．