Question

取A、B兩份物質的量濃度相等的NaOH溶液，體積均為50mL，分別向其中通入一定量的CO₂ 后，再分別稀釋為100mL．
（1）在NaOH溶液中通入一定量的CO₂后，溶液中的溶質的組成可能是：

 

（2）在稀釋后的溶液中分別逐滴加入0.1mol?L^-1 的鹽酸，產生的CO₂的體積（標準狀況）與所加鹽酸的體積關系如右圖所示：
①分別加入足量的鹽酸后，溶液中的溶質是

 

，原NaOH溶液的物質的量濃度是

 

．
②A曲線表明，NaOH溶液通入CO₂后，所得溶液中的溶質是

 

，與鹽酸反應產生CO₂的最大體積是

 

mL（標準狀況）．
③B曲線表明，原NaOH溶液通入CO₂后，所得溶質的化學式為

 

，其物質的量之比為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算,離子方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）由CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃，推論二氧化碳與氫氧化鈉的量確定固體的成分；
（2）由圖可知，對應A溶液來說，滴加鹽酸60mL時沒有氣體生成，可能發生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積60mL遠遠大于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-60）mL=15mL，說明原溶液中的溶質是NaOH和Na₂CO₃；
對于B溶液來說，滴加鹽酸25mL時沒有氣體生成，可能發生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積25mL小于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-25）mL=50mL，說明原溶液中的溶質是Na₂CO₃和NaHCO₃，
①加入足量的鹽酸后的溶液中均存在NaCl及未反應的HCl，加入75mL鹽酸時，溶液中溶質為NaCl，n（NaCl）=n（HCl）=n（NaOH），結合c=

n

V

計算；
②生成二氧化碳消耗鹽酸的體積為75mL-60mL=15mL，生成CO₂氣體時，發生反應HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，根據n=cV計算n（HCl），再根據方程式計算二氧化碳的體積；
③溶質是Na₂CO₃和NaHCO₃，碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉消耗25mL 鹽酸，碳酸氫鈉完全轉化消耗鹽酸50mL，二者都是按1：1反應，故原溶液中碳酸氫鈉消耗鹽酸為50mL-25mL=25mL，由消耗鹽酸的關系可知，Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量相同．

解答： 解：（1）由CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃，二氧化碳少量時固體為①Na₂CO₃和NaOH；以1：2恰好反應時為②Na₂CO₃；物質的量比介于1：1～1：2之間為③Na₂CO₃和NaHCO₃；二氧化碳過量時為④NaHCO₃，
故答案為：①Na₂CO₃和NaOH；②Na₂CO₃；③Na₂CO₃和NaHCO₃；④NaHCO₃；
（2）由圖可知，A溶液來說，滴加鹽酸60mL時沒有氣體生成，可能發生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積60mL遠遠大于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-60）mL=15mL，說明原溶液中的溶質是NaOH和Na₂CO₃，
對于B溶液來說，滴加鹽酸25mL時沒有氣體生成，可能發生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積25mL小于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-25）mL=50mL，說明原溶液中的溶質是Na₂CO₃和NaHCO₃，
①加入足量的鹽酸后的溶液中均存在NaCl及未反應的HCl，加入75mL鹽酸時，溶液中溶質為NaCl，n（NaCl）=n（HCl）=n（NaOH）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，則c（NaOH）=

0.0075mol

0.05L

=0.15mol/L，
故答案為：NaCl、HCl；0.15mol/L；
②上述分析可知，A曲線表明，NaOH溶液通入CO₂后，所得溶液中的溶質是：NaOH和Na₂CO₃，
對于A溶液來說，生成二氧化碳消耗鹽酸的體積為75mL-60mL=15mL，生成CO₂氣體時，發生反應HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，由方程式可知，n（CO₂）=n（HCl）=0.015L×0.1mol/L=0.0015mol，標況下體積為0.0015mol×22.4L/mol=0.0336L=33.6mL，
故答案為：NaOH和Na₂CO₃；33.6；
③由上述分析可知，B中溶質是Na₂CO₃和NaHCO₃，碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉消耗25mL 鹽酸，碳酸氫鈉完全轉化消耗鹽酸50mL，二者都是按1：1反應，故原溶液中碳酸氫鈉消耗鹽酸為50mL-25mL=25mL，由消耗鹽酸的關系可知，Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量相同，即物質的量比為1：1，
故答案為：Na₂CO₃和NaHCO₃；1：1．

點評：本題考查混合物的有關計算，側重分析與計算能力、圖象與反應對應關系判斷能力的考查，把握圖中曲線及發生的反應的關系結合消耗鹽酸體積判斷CO₂與NaOH反應產物是關鍵，題目難度較大．