Question

16．將一定體積的CO₂緩緩通入體積為VL的NaOH溶液中，充分反應后，在減壓低溫的條件下蒸發溶液，得到白色固體
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，推斷并寫出各種可能組成的化學式（可以不填滿，也可以增加序號）①NaOH和Na₂CO₃ ，②Na₂CO₃，③Na₂CO₃和NaHCO₃ ，④NaHCO₃．
（2）按反應的先后順序寫出各步反應的離子方程式：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-．
（3）若反應的CO₂和NaOH均無剩余，反應后向溶液中加入過量的澄清石灰水生成a克白色沉淀根據以上數據，能否推理計算出CO₂的質量？能若能，用代數式表示的質量m（CO₂）=$\frac{11}{25}$ag，若不能，理由是、．

Answer 1

分析 （1）根據CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃來分析；
（2）根據反應先生成碳酸鈉，后生成碳酸氫鈉來書寫離子反應方程式；
（3）白色沉淀為碳酸鈣，利用碳原子守恒可計算二氧化碳的質量．

解答 解：（1）①當CO₂與NaOH的物質的量比小于1：2時，由反應CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O可知反應生成碳酸鈉，還有剩余的NaOH，減壓低溫的條件下蒸發溶液，得到白色固體為NaOH和Na₂CO₃ ；
②當二氧化碳與NaOH的物質的量為1：2時，反應CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O恰好完全進行，則溶液中的溶質為Na₂CO₃，減壓低溫的條件下蒸發溶液，得到白色固體為Na₂CO₃ ；
③當二氧化碳與NaOH的物質的量比大于1：2，而小于1：1時，發生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃，減壓低溫的條件下蒸發溶液，得到白色固體為Na₂CO₃和NaHCO₃ ；
④當二氧化碳與NaOH的物質的量比≥1：1時，發生CO₂+NaOH═NaHCO₃，減壓低溫的條件下蒸發溶液，得到白色固體為
NaHCO₃；
故答案為：NaOH和Na₂CO₃ ；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃ ；NaHCO₃；
（2）因CO₂緩緩通入NaOH溶液中，先發生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，后發生Na₂CO₃+H₂O+CO₂═NaHCO₃，離子反應分別為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-，
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-；
（3）因白色沉淀為碳酸鈣，由碳原子守恒可知，二氧化碳的質量為$\frac{ag}{100g/mol}$×44g/mol=$\frac{11}{25}$ag，故答案為：能；$\frac{11}{25}$ag．

點評 本題考查有關過量問題的計算，為高頻考點，明確發生的化學反應，并學會利用極端假設、原子守恒來解答是解答本題的關鍵，題目難度不大．