题目

标准状态下,将aL H2和cl2的混合气体点燃,充分反应后,将混合气体通入含b mol NaoH的热溶液中,气体恰好被完全吸收,NaoH无剩余,测得反应后溶液中含cl clo- clo3- 且三者物质的量比为8：1：1,则混合气体中的物质的量为多少?答案（a/22.4-b/2)mol

提问时间：2021-02-18

答案

你少打了点东西,我推算了一下,题目应该是问：混合气体中氢气的物质的量为多少?
做法如下：
由于通入氢氧化钠溶液后气体恰好完全吸收,且氢氧化钠不能和氢气反应,所以通入溶液的气体一定不含氢气.所以原混合气体中氯气的量一定多于或等于氢气的量.但如果原混合气体中氯气的量等于氢气的量,则点燃后只生成氯化氢,那么之后氯化氢和氢氧化钠反应不可能生成次氯酸根离子和氯酸根离子,所以原混合气体中氯气一定比氢气多.
次氯酸根离子和氯酸根离子是氯气和氢氧化钠反应生成的,所以现在写这个方程式：Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+NaClO3+H2O.
下面配平.
1、由于生成的次氯酸根离子和氯酸根离子的物质的量之比为1:1,所以可以把方程式中次氯酸钠与氯酸钠前面的计量数写成相同的数,为了简化,都写成1即可：Cl2+NaOH=NaCl+1NaClO+1NaClO3+H2O.
2、氧化还原反应得电子数与失电子数是相同的,而得失电子数又可以归结于化合价的升高与降低,所以氧化还原反应中化合价的升高的总数与化合价的降低的总数是相等的.此反应中只有氯元素自己得和失了电子,反应物中氯是0价,生成物中次氯酸钠中氯是+1价,氯酸钠中氯是+5价,这都是化合价的升高,又由于这两者前的计量数已都是1,所以氯元素一共升高了6价,所以氯元素也应共降低6价.观察可知氯元素化合价都降低到氯化钠中-1价的氯中了,所以氯化钠前面的计量数应为6,这样才能保证化合价的升与降是相等的：Cl2+NaOH=6NaCl+1NaClO+1NaClO3+H2O.
3、这时根据钠元素守恒,可知氢氧化钠前的计量数是8,根据氯元素守恒可知氯气前的计量数是4,最后根据氢元素守恒可知水前面的计量数是4.,这样一来就彻底配平了：4Cl2+8NaOH=6NaCl+1NaClO+1NaClO3+4H2O.
又由于反应后溶液中氯离子、次氯酸根离子与氯酸根离子的物质的量之比为8:1:1,而上述配平的方程式中是6:1:1,所以还有2份氯离子是氯化氢与氢氧化钠生成的,所以就把那个方程式也写出来（按照题中的份数写,所以计量数都是2）：2HCl+2NaOH=2NaCl+2H2O.
现把两个方程式放到一起看：
4Cl2+8NaOH=6NaCl+1NaClO+1NaClO3+4H2O.
2HCl+2NaOH=2NaCl+2H2O.
由于氢氧化钠无剩余,所以上下两个方程式中的氢氧化钠的物质的量的总和就是bmol,由于两个方程式都是按题中的份数比例写的,所以上面的方程式中参加反应的氢氧化钠是0.8bmol,下面的是0.2bmol：
4Cl2+ 8NaOH =6NaCl+1NaClO+1NaClO3+4H2O.
0.8bmol
2HCl+ 2NaOH =2NaCl+2H2O.
0.2bmol
由于方程式中计量数之比就等于物质的量之比,所以可以把上面方程式中氯气的物质的量与下面方程式中氯化氢的物质的量都表示出来：
4Cl2 + 8NaOH =6NaCl+1NaClO+1NaClO3+4H2O.
0.4bmol 0.8bmol
2HCl + 2NaOH =2NaCl+2H2O.
0.2bmol 0.2bmol
0.4bmol氯气就是点燃后剩下的那些氯气,0.2bmol氯化氢就是点燃产生的那些氯化氢.所以把氯气和氢气点燃的方程式写出来并标上已求得的氯化氢的物质的量：
Cl2+H2 = 2HCl.
0.2bmol
根据“方程式中计量数之比就等于物质的量之比”这一规律,可知参加燃烧反应的氯气与氢气的物质的量：
Cl2 + H2 = 2HCl.
0.1bmol 0.1bmol 0.2bmol
点燃后剩下的那0.4bmol氯气与参加燃烧反应的那0.1bmol氯气加起来就是原混合气体中的所有氯气,也就是说,原混合气体中氯气的物质的量就是0.5bmol.又由于原混合气体是aL且是在标准状况下,所以根据气体摩尔体积的公式可知原混合气体的总物质的量为（a/22.4）mol,所以原混合气体中氢气的物质的量就是总物质的量减去氯气的物质的量——（a/22.4-0.5b)mol.
但是,事实上,由于我一开始已经推出原混合气体中氯气一定比氢气多了,所以氯气与氢气的燃烧反应中氯气一定是过量的,所以刚才所写出的燃烧反应的方程式中参加反应的那0.1bmol氢气实际上就是原混合气体中所有的氢气,因此,这道题的答案还有一个,就是0.1bmol.当然,这道题也有第三个答案,那就是你用a来表示出氢气的物质的量（因为通过a/22.4-0.5b=0.1b这个等式来得出a与b的关系后就可以用a来表示b了）,我就不具体算了.
综上,我估计出题人是没有考虑到做题者可以推出燃烧反应中氯气一定是过量的,所以才使题目存在这一漏洞.你只要能明白怎么做就好了.
讲得有任何不明白的地方都可以直接给我单独发消息问我,我会保证让你完全明白的.：）