Question

3．將2.5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產生CO₂的體積（標準狀況）關系如圖所示：

（1）寫出OA段所發生反應的離子方程式H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（2）當加入45mL鹽酸時，產生CO₂的體積為448mL（標準狀況）．

Answer 1

分析 （1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發生酸堿中和，再發生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段0～5mL先發生酸堿中和，其離子反應方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉，其離子反應方程式為CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體，
設生成二氧化碳的物質的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質的量為（45-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.02mol，則
HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
             1     1
       0.02mol n
則：$\frac{1}{1}=\frac{0.02mol}{n}$，解得：n=0.02mol，標準狀況下其體積為：0.02mol×22.4L/mol=0.228L=448mL，
故答案為：448．

點評 本題考查學生利用圖象和發生的離子反應來分析解答問題，題目難度中等，明確反應的先后順序及圖象中每段圖象對應的化學反應是解答本題的關鍵，試題培養了學生的化學計算能力．