Question

6．向兩份30ml同一濃度的NaOH溶液中通入CO₂氣體，因CO₂通入量的不同，溶液的組成也不同，得到溶液M、N．若向M、N溶液中逐滴加入濃度為0.25mol•L^-1鹽酸，產生的氣體體積v（CO₂）與加入鹽酸的體積v（HCl）的關系分別為如圖所示兩種情況A和B．
請回答下列問題：
（1）NaOH溶液的物質的量濃度為0.25mol•L^-1．
（2）M、N兩溶液中相同組分溶質的物質的量之比為3：5．

Answer 1

分析 （1）加入30ml鹽酸時二氧化碳的體積達最大，此時溶液為氯化鈉溶液，根據氯離子、鈉離子守恒，計算出氫氧化鈉的物質的量，再根據物質的量濃度的定義計算；
（2）碳酸鈉溶液中加入逐滴滴入鹽酸，依次發生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，結合圖象分析各段發生反應，據此判斷溶質的成分及物質的量．

解答 解：（1）加入30ml鹽酸時二氧化碳的體積達最大，此時溶液為氯化鈉溶液．根據氯離子、鈉離子守恒，
所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.030L×0.25mol/L=0.0075mol，則氫氧化鈉溶液物質的量濃度C=$\frac{0.0075mol}{0.030L}$=0.25mol/L；
故答案為：0.25mol/L；
（2）碳酸鈉溶液中加入逐滴滴入鹽酸，依次發生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
依據情況A可知，24-30段為碳酸氫鈉與鹽酸反應，則溶液中碳酸鈉消耗的鹽酸體積為30-24=6ml，說明溶質為碳酸鈉與氫氧化鈉混合物，依據方程式：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，碳酸鈉的物質的量為：0.006L×0.25mol•L^-1=0.0015mol；
依據情況B知，10-30段為碳酸氫鈉與鹽酸反應，若溶質為碳酸鈉則溶液中碳酸鈉消耗的鹽酸體積為30-10=20mL，而B中0-10mL＜20mL，說明B中溶質為碳酸鈉和碳酸氫鈉，前10mL鹽酸為碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉，依據Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，碳酸鈉的物質的量為：0.010L×0.25mol•L^-1=0.0025mol；
所以M、N兩溶液中相同組分溶質的物質的量之比為：0.0015mol；0.0025mol=3：5；
故答案為：3：5．

點評 本題考查了物質的量濃度有關計算，明確圖象含義及各段發生反應實質是解題關鍵，題目難度中等．