Question

向50mL NaOH溶液中逐漸通入一定量的CO₂（假設溶液體積不變），隨后取此溶液10mL，將其稀釋至100mL，并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1的鹽酸，產生CO₂氣體的體積（標準狀況下）與所加入的鹽酸的體積關系如圖所示．
（1）寫出OA段所發生反應的離子方程式：

 

．
（2）NaOH在吸收CO₂后，所得溶液的溶質為

 

，其物質的量濃度之比為

 

．
（3）產生的CO₂體積（標準狀況下）為

 

．
（4）原NaOH溶液的物質的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：當生成CO₂氣體時，發生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由圖可知，生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為75mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質為NaOH、Na₂CO₃，
（1）根據發生的反應書寫離子方程式；
（2）中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，根據反應消耗鹽酸的體積計算NaOH、Na₂CO₃的物質的量之比；
（3）生成二氧化碳消耗消耗25mL鹽酸，根據NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑計算二氧化碳體積；
（4）生成CO₂氣體最大時，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），進而計算氫氧化鈉的濃度．

解答： 解：當生成CO₂氣體時，發生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由圖可知，生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為75mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質為NaOH、Na₂CO₃，
（1）由上述分析可知OA段所發生反應的離子方程式：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，故答案為：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比等于兩個過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaOH、Na₂CO₃的物質的量之比=25mL：25mL=1：1，濃度之比是1：1，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；1：1；
（3）生成二氧化碳消耗消耗25mL鹽酸，根據NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，可知CO₂體積（標準狀況下）為0.025L×0.1mol/L×22.4L/mol=0.056L=56mL，故答案為：56mL；
（4）生成CO₂氣體最大時，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氫氧化鈉溶液的濃度=

0.0075mol

0.01L

=0.75mol/L，故答案為：0.75mol/L．

點評：本題考查混合物計算，根據消耗鹽酸的體積判斷圖象中各階段發生的反應是解答的關鍵，側重考查學生分析思維能力，難度大．