Question

19．1892年德貝萊納首次提出用MnO₂催化KClO₃熱分解的反應(yīng)制備O₂．當(dāng)時就知氣態(tài)產(chǎn)物有異常的氣味，后來證明其中含有少量Cl₂、O₃及極微量的ClO₂．測定氣態(tài)產(chǎn)物中Cl₂、O₃含量的一種方法是：收集1.00L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），使之通過KI溶液，通過溶液后的氣體經(jīng)干燥其體積變?yōu)?.98L，其中的O₃被還原為O₂，溶液中的KI被氧化為I₂．I₂與Na₂S₂O₃反應(yīng)的方程式為I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆．反應(yīng)過程中耗掉0.026 7L 0.100mol•L^-1的Na₂S₂O₃．O₃與KI溶液反應(yīng)的方程式為：O₃+2KI+H₂O═2KOH+I₂+O₂．
求：氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物中Cl₂與O₃的體積分?jǐn)?shù)各是多少？

Answer 1

分析 當(dāng)O₂、Cl₂、O₃通入KI溶液時，發(fā)生下列反應(yīng)：①Cl₂+2KI═2KCl+I₂，②O₃+2KI+H₂O═2KOH+I₂+O₂，由②式知該反應(yīng)前后氣體體積沒變化，故引起體積變化的是①式的Cl₂參與了反應(yīng)，故Cl₂的體積為1L-0.98L=0.02L，所以φ（Cl₂）=$\frac{0.02L}{1L}$×100%=2%，
設(shè)O₃的物質(zhì)的量為xmol，則②式生成I₂為xmol，①式生成I₂為$\frac{0.02L}{22.4L/mol}$，由I₂-2Na₂S₂O₃關(guān)系，則有關(guān)系式：xmol+$\frac{0.02L}{22.4L/mol}$=$\frac{0.1mol/L×0.0267L}{2}$，解得x=4.42×10^-4 mol，故O₃的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{4.42×1{0}^{-4}mol×22.4L/mol}{1L}$×100%=1%，據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：當(dāng)O₂、Cl₂、O₃通入KI溶液時，發(fā)生下列反應(yīng)：①Cl₂+2KI═2KCl+I₂，②O₃+2KI+H₂O═2KOH+I₂+O₂，由②式知該反應(yīng)前后氣體體積沒變化，故引起體積變化的是①式的Cl₂參與了反應(yīng)，故Cl₂的體積為1L-0.98L=0.02L，所以φ（Cl₂）=$\frac{0.02L}{1L}$×100%=2%，
設(shè)O₃的物質(zhì)的量為xmol，則②式生成I₂為xmol，①式生成I₂為$\frac{0.02L}{22.4L/mol}$，由I₂-2Na₂S₂O₃關(guān)系，則有關(guān)系式：xmol+$\frac{0.02L}{22.4L/mol}$=$\frac{0.1mol/L×0.0267L}{2}$，解得x=4.42×10^-4 mol，故O₃的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{4.42×1{0}^{-4}mol×22.4L/mol}{1L}$×100%=1%．
答：氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物中Cl₂與O₃的體積分?jǐn)?shù)各是2%、1%．

點評 正確書寫方程式是本題解題的關(guān)鍵，注意利用方程式確定物質(zhì)之間的關(guān)系，本題題目難度中中等．