Question

12．往含0.2mol NaOH和0.1mol Ca（OH）₂的混合溶液中持續穩定地通入CO₂氣體0.5mol．請以CO₂的量為橫坐標，以溶液中離子的總量為橫坐標，畫出離子總量隨CO₂加入量變化的折線圖．（不計弱電解質的電離和鹽的水解）

Answer 1

分析 n（CO₂）=0.5mol，通入含有0.2mol氫氧化鈉和0.1mol氫氧化鈣的溶液中，通入含有0.2molNaOH和0.1molCa（OH）₂的溶液中，相當于首先發生：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，然后發生2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，再發生CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、繼續通入反應CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，再繼續通入二氧化碳溶液中離子物質的量不變，過程中發生的反應為：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，OH^-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，以此解答該題．

解答 解：n（CO₂）=0.5mol，
含有0.2mol氫氧化鈉和0.1mol氫氧化鈣的溶液中：n（OH^-）=0.2mol+0.1mol×2=0.4mol，n（Na⁺）=0.2mol，n（Ca²⁺）=0.1mol，
通入CO₂，發生反應的離子方程式：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，OH^-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，
通入含有0.2molNaOH和0.1molCa（OH）₂的溶液中，相當于首先發生：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，該階段0.1molCa（OH）₂完全反應消耗0.1molCO₂，離子物質的量減少0.3mol，溶液中離子物質的量為0.7mol-0.3mol=0.4mol，其中含有0.2molOH^-、生成0.1molCaCO₃；
然后發生2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，0.2molOH^-完全反應消耗0.1molCO₂，該階段離子物質的量減少0.1mol，溶液中剩余離子物質的量為0.4mol-0.1mol=0.3mol，溶液中含有0.2molNa⁺、0.1molCO₃^2-；
再發生CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、消耗0.1molCO₂，溶液中離子物質的量增大0.1mol，為0.2molHCO₃^-，0.2molNa⁺、共0.4mol離子，繼續通入反應CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，消耗0.1molCO₂，溶液中離子物質的量增大0.1moCa²⁺和0.2molHCO₃^-，溶液中離子為0.7mol，再繼續通入二氧化碳溶液中離子物質的量不變，
依據上述分析得到描點坐標為：（0，0.7）（0.1，0.4）（0.2，0.3）（0.3，0.4）（0.4，0.7）（0.5，0.7），描點畫出變化的曲線圖象為：

答：離子總量隨CO₂加入量變化的折線圖為：．

點評 本題考查離子方程式的計算，題目難度中等，注意根據溶液中發生的反應結合各離子的物質的量計算分析，注意圖象中各階段離子的濃度變化．