Question

20．向100mL 3mol/L的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂，充分反應，測得最后溶液的PH＞7．
（1）此時溶液的溶質若是單一成分，可能是Na₂CO₃或NaHCO₃；如果是多種成分，可能是NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaHCO₃．
（2）在上述所得溶液中，逐滴緩慢滴加1mol/L的鹽酸，所得氣體的體積與所加鹽酸的體積（不考慮溶解于水）關系如圖所示．
①加入鹽酸200mL之前，無氣體產生，寫出OA段發生反應的離子方程式OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
②產生的CO₂在標準狀況下的體積為2240mL；
③B點時，反應所得溶液中溶質的物質的量濃度是0.75mol/L．

Answer 1

分析 （1）CO₂與NaOH反應可生成Na₂CO₃或NaHCO₃，二者溶液都呈堿性；如果是多種成分，可能是二者混合物，也可能NaOH有剩余；
（2）①加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，A→C段發生
NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O→A段消耗的鹽酸為A→B消耗的鹽酸的二倍，應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，都可與鹽酸反應，據此寫出反應的離子方程式；AB段碳酸氫根離子與氯化氫反應生成二氧化碳氣體；
②根據AB段消耗氯化氫溶液的體積及氯化氫的濃度計算出生成二氧化碳的物質的量及標況下的體積；
③AB段發生反應為NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，根據氫氧化鈉的物質的量計算出溶質氯化鈉的濃度．

解答 解：（1）CO₂與NaOH反應可生成Na₂CO₃或NaHCO₃，二者溶液都呈堿性，則如果是單一成分，可能是
Na₂CO₃或NaHCO₃，如果是多種成分，若1＜$\frac{n（NaOH）}{n（CO2）}$＜2，溶質是NaHCO₃、Na₂CO₃．若$\frac{（NaOH）}{n（CO2）}$＞2，溶質是Na₂CO₃、NaOH，
故答案為：Na₂CO₃或NaHCO₃；NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaHCO₃；
（2）①加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，A→C段發生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應產物應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，二者都可與鹽酸反應，反應的離子方程式分別為：OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
故答案為：OH^-+H⁺═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
②根據反應方程式CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O可知，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質的量相等，根據鈉離子守恒，則碳酸鈉的物質的量為：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，根據碳原子守恒，反應生成二氧化碳的物質的量為0.1mol，標況下0.1mol二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.1mol=2.24L=2240mL，
故答案為：2240；
③B點時溶質為氯化鈉，根據氫氧化鈉的物質的量可知NaCl的物質的量為：0.1L×3mol/L=0.3mol，
則NaCl的物質的量濃度是：$\frac{0.3mol}{0.3+0.1L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意從圖象分析反應可能的情況進行判斷和計算，本題關鍵是根據圖象判斷溶液溶質的成分，注意在計算過程中守恒思想的應用．