Question

向300mLKOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂氣體，充分反應后，在減壓低溫下蒸發溶液，得到白色固體．請回答下列問題：（直接填空，不寫過程）
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試寫出所有可能的組成，填入下表，可以不填滿．

可能情況	①	②	③	④	⑤
組成物質

（2）若通入CO₂氣體為2.24L（標準狀況下），得到11.9g 的白色固體．請通過計算確定此白色固體組成的物質是______；所用的KOH溶液的物質的量濃度為______mol/L．

Answer 1

解：（1）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O ②CO₂+KOH=KHCO₃
可知=時產物為K₂CO₃，=1時產物為KHCO₃，
所以＜時，KOH 過量則產物為K₂CO₃+KOH；
＜＜1時，對于①反應來說二氧化碳過量而對于②反應來說二氧化碳量不足，所以產物為K₂CO₃+KHCO₃；
＞1時，二氧化碳過量，則固體產物為KHCO₃．
故答案為：

可能情況	①	②	③	④	⑤
組成物質	K2CO3、KOH	K2CO3	KHCO3、K2CO3	KHCO3

（2）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O
22.4L（標態） 138g
2.24L（標態） 13.8g
②CO₂+KOH=KHCO₃
22.4L（標態） 100g
2.24L（標態） 10.0g
∵13.8g＞11.9g＞10.0g
∴得到的白色固體是 K₂CO₃和KHCO₃的混合物．
設白色固體中 K₂CO₃ x mol，KHCO₃ y mol，即
①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O
xmol 2xmol xmol
②CO₂+KOH=KHCO₃
ymol ymol ymol
x mol+y mol==0.100 mol （CO₂）
138g?mol^-1×x mol 100 g?mol^-1×y mol=11.9g （白色固體）
解此方程組，得
x=0.0500mol （K₂CO₃）
y=0.0500mol （KHCO₃）
∴白色固體中，K₂CO₃ 質量為 138g?mol^-1 ×0.0500mol=6.90g
KHCO₃質量為 100 g?mol^-1×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物質的量為2x mol+y mol=2×0.0500mol+0.0500mol=0.150mol
∴所用 KOH 溶液物質的量濃度為=0.500 mol/L
故答案為：K₂CO₃和KHCO₃的混合物；0.500 mol/L．
分析：（1）由于CO₂和KOH反應時物質的量之比不同則產物不同，故可根據CO₂和KOH反應時物質的量之比對產物進行討論；
（2）利用極限法判斷當固體質量為11.9g時固體的成分，根據反應的化學方程式計算相關物理量．
點評：本題考查混合物的計算，題目難度角度，根據反應的化學方程式判斷可能的反應產物，從質量守恒的角度結合反應的方程式計算．