Question

取等物質的量濃度的NaOH溶液兩份A和B，每份10mL，分別向A、B中通入不等量的CO₂，再繼續向兩溶液中逐滴加入0.1 mol/L的鹽酸，標準狀況下產生的CO₂的體積與所加鹽酸體積之間的關系如圖所示，試回答下列問題：
（1）原NaOH溶液的物質的量濃度為______．
（2）曲線A表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質成分是______，其物質的量之比為______．
（3）曲線B表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液加鹽酸后產生CO₂氣體體積（標準狀況）的最大值為______mL．

Answer 1

【答案】分析：（1）加入75ml鹽酸時二氧化碳的體積達最大，此時溶液為氯化鈉溶液，根據氯離子、鈉離子守恒，計算出氫氧化鈉的物質的量，再根據物質的量濃度的定義計算；
（2）由曲線A可知從60ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，計算碳酸氫鈉的物質的量，再結合氫氧化鈉的物質的量判斷二氧化碳與氫氧化鈉發生的反應，據此計算；
（3）由曲線B可知從25ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳，據此計算．
解答：解：（1）加入75ml鹽酸時二氧化碳的體積達最大，此時溶液為氯化鈉溶液．根據氯離子、鈉離子守恒，
所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol，
所以c（NaOH）==0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
（2）CO₂與NaOH反應為①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂0，
當n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應按①②進行，CO₂、NaOH反應，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當n（CO₂）：n（NaOH）≤，反應按②進行，等于，時，CO₂、NaOH恰好反應生成Na₂CO₃；小于時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
由曲線A可知從60ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，反應方程式為NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（NaHCO₃）=n（HCl）=（0.075-0.06）L×0.1mol/L=1.5×10^-3mol，
根據C原子守恒，所以n（CO₂）=n（NaHCO₃）=1.5×10^-3mol，
由（1）可知，n（NaOH）=0.0075mol，
所以n（CO₂）：n（NaOH）=1.5×10^-3mol：0.0075mol=1：5，小于1：2，所以反應按②進行，NaOH有剩余，溶液中溶質為Na₂CO₃和NaOH．
根據C原子守恒，所以n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=1.5×10^-3mol，
再根據鈉離子守恒，得溶液中氫氧化鈉的物質的量為0.0075mol-1.5×10^-3mol×2=0.0045mol，
所以溶液中NaOH與Na₂CO₃的物質的量之比為0.0045mol：1.5×10^-3mol=3：1．
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；3：1； 
（3）由曲線B可知從25ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳，反應方程式為NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（CO₂）=n（HCl）=（0.075ml-0.025ml）×0.1mol/L=0.005mol，
所以CO₂氣體體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案為：112．
點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，關鍵根據圖中鹽酸的體積計算出NaOH、CO₂的物質的量，判斷CO₂與NaOH反應過程．