Question

9．向50mL NaOH溶液中逐漸通入一定量的CO₂（假設溶液體積不變），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^-1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，下列分析錯誤的是（　　）

• A． OA段所發生反應的離子方程式：H⁺+OH^-═H₂O
• B． NaOH在吸收CO₂后，所得溶液的溶質為NaOH和Na₂CO₃，其物質的量濃度之比為1：1
• C． 產生的CO₂體積（標準狀況下）為0.056 L
• D． 原NaOH溶液的物質的量濃度為0.5 mol•L^-1

Answer 1

分析 當生成CO₂氣體時，發生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由圖可知，生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為25mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質為NaOH、Na₂CO₃．
A．根據發生的反應書寫離子方程式；
B．中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，根據反應消耗鹽酸的體積計算NaOH、Na₂CO₃的物質的量之比；
C．生成二氧化碳消耗消耗25mL鹽酸，根據NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑計算二氧化碳體積；
D．生成CO₂氣體最大時，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），進而計算氫氧化鈉的濃度．

解答 解：當生成CO₂氣體時，發生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由圖可知，生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為25mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質為NaOH、Na₂CO₃．
A．由上述分析可知，OA段所發生反應的離子方程式：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，故A錯誤；
B．中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比等于兩個過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaOH、Na₂CO₃的物質的量之比=25mL：25mL=1：1，故B正確；
C．生成二氧化碳消耗消耗25mL鹽酸，根據NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，可知CO₂體積（標準狀況下）為0.025L×0.1mol/L×22.4L/mol=0.056L，故C正確；
D．生成CO₂氣體最大時，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氫氧化鈉溶液的濃度=$\frac{0.0075mol}{0.01L}$=0.75mol/L，故D錯誤，
故選：AD．

點評 本題考查混合物計算，根據消耗鹽酸的體積判斷圖象中各階段發生的反應是解答的關鍵，側重考查學生分析思維能力，難度中等．