Question

17．向100mL NaOH溶液中逐漸通入一定量的CO₂（假設溶液體積不變），測得最后溶液的pH＞7．
（1）此時溶液的溶質如果是單一成分，可能是Na₂CO₃或NaHCO₃；如果是多種成分，可能是Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH、Na₂CO₃．
（2）隨后取此溶液10mL將其稀釋至100mL，并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，產生CO₂氣體的體積（標準狀況下）與所加入的鹽酸的體積關系如圖所示．
①寫出OA段所發生反應的離子方程式：OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
②NaOH在吸收CO₂后，所得溶液的溶質為NaOH、Na₂CO₃，其物質的量濃度之比為1：1．
③產生的CO₂體積（標準狀況下）為0.56L．
④原NaOH溶液的物質的量濃度為0.75mol/L．

Answer 1

分析 （1）CO₂與NaOH反應可生成Na₂CO₃或NaHCO₃或二者混合物，NaOH剩余時，只生成Na₂CO₃，Na₂CO₃或NaHCO₃溶液都呈堿性；
（2）①BC段發生：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而OA段消耗的鹽酸為A→B消耗的鹽酸的二倍，故為NaOH和Na₂CO₃的混合物，OA段所發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl；
②由方程式可知，Na₂CO₃碳酸鈉轉化為NaHCO₃消耗鹽酸體積與NaHCO₃完全反應生成CO₂消耗鹽酸體積相等，可以計算NaOH消耗鹽酸體積，氫氧化鈉與碳酸鈉的物質的量之比等于消耗鹽酸體積之比；
③根據n=cV計算AB段消耗HCl物質的量，根據方程式計算生成二氧化碳物質的量，再根據V=nV_m計算體積；
④B點溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒有：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），再根據c=$\frac{n}{V}$計算原NaOH溶液的物質的量濃度．

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，可能是：Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH、Na₂CO₃，
故答案為：Na₂CO₃或NaHCO₃；Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH、Na₂CO₃；
（2）①BC段發生：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而OA段消耗的鹽酸為A→B消耗的鹽酸的二倍，故為NaOH和Na₂CO₃的混合物，OA段所發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，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由①中分析可知，溶液中溶質為NaOH、Na₂CO₃，
根據反應方程式：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，可知Na₂CO₃碳酸鈉轉化為NaHCO₃消耗鹽酸體積與NaHCO₃完全反應生成CO₂消耗鹽酸體積相等，均為25mL，故氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是50mL-25mL=25mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質的量相等，其物質的量濃度之比為1：1，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；1：1；
③AB段消耗HCl物質的量為0.1mol/L×0.025L=0.0025mol，由HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，可知生成二氧化碳為0.0025mol，其體積為22.4L/mol×0.0025mol=0.56L，
故答案為：0.56L；
④B點溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒有：n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.1mol/L×0.075L=0.0075mol，原NaOH溶液的物質的量濃度為$\frac{0.0075mol}{0.01L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，本題關鍵是根據圖象判斷溶液溶質的成分，注意計算過程中守恒思想的應用．