Question

（8分）將15.68L（標準狀況）的氯氣通入70℃．500mL氫氧化鈉溶液中，發生了兩個自身氧化還原反應，其氧化產物為次氯酸鈉和氯酸鈉。若取此溶液25mL，稀釋到250mL，再取稀釋后的溶液25mL用醋酸酸化后，加入過量碘化鉀溶液充分反應，此時只有次氯酸鈉氧化碘化鉀。用濃度為0.20mol/L硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）測定析出的碘：I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆，需用硫代硫酸鈉溶液5.0mL。將上述測定后的溶液再用鹽酸調至強酸性，此時氯酸鈉亦能氧化碘化鉀，析出的碘再用上述硫代硫酸鈉測定，又用了30.0mL。
（1）計算反應后溶液中次氯酸鈉和氯酸鈉的物質的量之比。
（2）用一個總化學方程式表示題中氯氣通入70℃氫氧化鈉溶液中所發生的化學反應。
（3）假設題中氫氧化鈉溶液的體積在通入氯氣前后的變化可忽略不計，請計算通入氯氣后各生成物的物質的量濃度。

Answer 1

（8分）（1）n(NaClO)︰n(NaClO₃)＝1︰2                （3分）
（2）7Cl₂＋14NaOH＝NaClO＋2NaClO₃＋11NaCl＋7H₂O    （2分）
（3）c(NaClO)＝0.2mol/L  c(NaClO₃)＝0.4moL/L  c(NaCl)＝2.2mol/L（3分）

⑴ 根據題意，有：
ClO^－~2I^－~I₂~2S₂O₃^2－             ClO₃^－~6I^－~3I₂~6S₂O₃^2－
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，即反應后溶液中次氯酸鈉與氯酸鈉的物質的量之比為1∶2。
⑵根據計算結果，得總的化學方程式為：7Cl₂+14NaOH=11NaCl+NaClO+2NaClO₃+7H₂O
⑶通入氯氣后，n（NaClO）=0.0005mol×250mL/25mL=0.005mol，因此c（NaClO）=0.005mol/（25mL×10-3L?mL-1）=0.2mol·L^－1。
根據總反應的化學方程式中各物質的物質的量的關系，得
c（NaClO₃）=2c（NaClO）=2×0.2mol·L^－1=0.4mol·L^－1，
c（NaCl）=11c（NaClO）=11×0.2mol·L^－1=2.2mol·L^－1。