Question

3．取兩份100ml Na₂CO₃溶液與兩份50ml 1mol/L的鹽酸，在不斷攪拌下，將Na₂CO₃溶液逐滴滴入鹽酸中與將鹽酸逐滴滴入Na₂CO₃溶液中，所產生的氣體物質的量之比為5：2．則Na₂CO₃溶液的物質的量濃度為（　　）

• A． 0.2 mol/L
• B． 0.32 mol/L
• C． 0.4 mol/L
• D． 0.5 mol/L

Answer 1

分析 將碳酸鈉溶液逐滴滴入鹽酸中，鹽酸過量，發生反應是Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，將鹽酸逐滴滴入碳酸鈉溶液中，碳酸鈉過量，首先發生的反應是Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，碳酸鈉反應完后，再發生反應是NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂+H₂O；
如果對兩個過程，鹽酸都過量，則兩次產生CO₂應該一樣多，但兩者不同，說明在第一個過程中鹽酸完全反應，碳酸鈉有剩余，第二過程中鹽酸也完全反應，但有碳酸氫鈉剩余．
根據HCl的物質的量計算第一個過程的二氧化碳的物質的量，進而計算第二個過程生成二氧化碳的物質的量，根據方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂+H₂O計算參加該反應的HCl的物質的量，進而計算反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl中消耗的HCl的物質的量，據此計算Na₂CO₃的物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：將碳酸鈉溶液逐滴滴入鹽酸中，鹽酸過量，發生反應是Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，將鹽酸逐滴滴入碳酸鈉溶液中，碳酸鈉過量，首先發生的反應是Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，碳酸鈉反應完后，再發生反應是NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂+H₂O；如果對兩個過程，鹽酸都過量，則兩次產生CO₂應該一樣多，但兩者不同，說明在第一個過程中鹽酸完全反應，碳酸鈉有剩余，第二過程中鹽酸也完全反應，但有碳酸氫鈉剩余，
n（HCl）=0.05L×1mol/L=0.05mol，故第一個過程生成二氧化碳為0.05mol×$\frac{1}{2}$=0.025mol，則第二個過程生成二氧化碳為0.025mol×$\frac{2}{5}$=0.01mol，故反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂+H₂O中消耗的HCl為0.01mol，反應Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl中消耗的HCl為0.05mol-0.01mol=0.04mol，故碳酸鈉的物質的量為0.04mol，物質的量濃度為$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，故選C．

點評 本題考查方程式的有關計算，清楚滴加順序不同發生的反應，判斷向鹽酸中滴加碳酸鈉鹽酸完全反應是關鍵．