Question

向300 mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂氣體，充分反應后，在減壓低溫下蒸發溶液，得到白色固體，請完成下列問題：

(1)由于CO₂通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出。

(2)若通入CO₂氣體為2.24 L(標準狀況)，得到11.9 g白色固體。請通過計算確定此白色固體是由哪些物質組成的，其質量各為多少？所用的KOH溶液的物質的量濃度為多少？

Answer 1

解析：(1)CO₂與KOH充分反應可能發生的反應有：

2KOH+CO₂====K₂CO₃+H₂O

K₂CO₃+CO₂+H₂O====2KHCO₃

因此可能得到的白色固體可能有以下幾種組成：①CO₂不足，KOH有余，固體為KOH、K₂CO₃；②恰好完全反應生成K₂CO₃；③恰好完全反應生成KHCO₃；④既有K₂CO₃又有KHCO₃。

(2)根據上述兩個反應，假設全部生成K₂CO₃，則白色固體質量為13.8 g；若全部為KHCO₃，則為10 g。而11.9 g正好介于兩者之間，說明KHCO₃、K₂CO₃均存在。

根據碳原子守恒，則有

又根據質量關系，則有

n(K₂CO₃)×138 g·mol^-1+n(KHCO₃)×100 g·mol^-1=11.9 g

解得：n(K₂CO₃)=n(KHCO₃)=0.050 mol

所以m(K₂CO₃)=0.050 mol×138 g·mol^-1=6.9 g

m(KHCO₃)=0.050 mol×100 g·mol^-1=5.0 g

依鉀離子守恒，則有0.300 L·c(KOH)=0.050 mol×2+0.050 mol，c(KOH)=0.50 mol·L^-1。

答案：(1)四種：①KOH和K₂CO₃，②K₂CO₃，③K₂CO₃和KHCO₃，

④KHCO₃

(2)K₂CO₃ 6.9 g，KHCO₃ 5.0 g；c(KOH)=0.50 mol·L^-1