Question

在兩份體積相同的NaOH溶液A、B中，分別通入CO₂氣體，充分反應后，在所得溶液中分別加入1mol/L的鹽酸，所加鹽酸體積（mL）與產(chǎn)生CO₂氣體的體積（L）的關系如圖所示．試填寫下列空白：
（1）兩份NaOH溶液A和B的物質(zhì)的量濃度之比

 

，通入CO₂氣體的體積之比是（相同條件）

 

．
（2）與鹽酸反應前，A溶液中的溶質(zhì)是

 

，其物質(zhì)的量之比是

 

．
（3）與鹽酸反應前，B溶液中的溶質(zhì)是

 

，其物質(zhì)的量之比是

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：圖示題,計算題

分析：（1）由圖可知，加入600mL和800mLHCl時，產(chǎn)生二氧化碳的體積分別達到最大，說明此時溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒計算原溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量；由圖可知，曲線A從200mL～600mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，根據(jù)消耗的鹽酸計算生成二氧化碳的體積，而曲線B從600mL～800mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，根據(jù)消耗的鹽酸計算生成二氧化碳的體積；
已知Na₂CO₃和HCl反應中，首先Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O中，如果單一的碳酸鈉參加反應，前后兩階段消耗鹽酸的量相等；
（2）曲線A中，從200mL～600mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，該階段消耗鹽酸為400mL，而產(chǎn)生二氧化碳之前消耗鹽酸為200mL，后面階段消耗鹽酸是前面階段的2倍，所以A溶液中的溶質(zhì)成分NaHCO₃、Na₂CO₃；
Na₂C0₃和NaHCO₃與鹽酸的反應過程是C0₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O
（3）曲線B中，從600mL～800mL發(fā)生反應，該階段消耗鹽酸為200mL，而0mL～600mL階段知，需要消耗鹽酸600mL，而開始產(chǎn)生二氧化碳之前消耗鹽酸為600mL，所以B溶液中的溶質(zhì)成分NaOH、Na₂CO₃；
Na₂CO₃和NaOH與鹽酸的反應過程是OH^-+H⁺=H₂O、C0₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O．

解答： 解：（1）由圖可知，加入600mL和800mLHCl時，產(chǎn)生二氧化碳的體積分別達到最大，說明此時溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒計算原溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量，An（NaOH）：Bn（NaOH）=600ml×0.001L/ml×C（HCl）：800ml×0.001L/ml×C（HCl）=3：4，而兩份體積相同的氫氧化鈉溶液，所以濃度之比等物質(zhì)的量之比；
由圖可知，曲線A從200mL～600mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，根據(jù)消耗的鹽酸計算生成二氧化碳的體積，而曲線B從600mL～800mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，根據(jù)消耗的鹽酸計算生成二氧化碳的體積，所以通入CO₂氣體的體積之比是（600-200）：（800-600）=2：1，
故答案為：3：4；2：1；
（2）曲線A中，從200mL～600mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，該階段消耗鹽酸為400mL，而開始產(chǎn)生二氧化碳時消耗鹽酸為200mL，小于400mL，所以A溶液中的溶質(zhì)成分NaHCO₃、Na₂CO₃，兩者的物質(zhì)的量之比等于消耗鹽酸的體積之比，n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）=200：（600-200×2）=1：1，
Na₂C0₃和NaHCO₃與鹽酸的反應過程是C0₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O
故答案為：NaHCO₃、Na₂CO₃；1：1；
已知Na₂CO₃和HCl反應中，首先Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O中，如果單一的碳酸鈉參加反應，前后兩階段消耗鹽酸的量相等，
（3）曲線B中，從600mL～800mL發(fā)生反應，該階段消耗鹽酸為200mL，而0mL～600mL階段知，需要消耗鹽酸600mL，而開始產(chǎn)生二氧化碳時消耗鹽酸為600mL，大于200mL，所以B溶液中的溶質(zhì)成分NaOH、Na₂CO₃．兩者的物質(zhì)的量之比等于消耗鹽酸的體積之比，n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=（600-200）：（800-600）=2：1，
Na₂CO₃和NaOH與鹽酸的反應過程是OH^-+H⁺=H₂O、C0₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；2：1．

點評：本題考查混合物的有關計算、化學反應圖象等，難度中等，根據(jù)圖中鹽酸的體積判斷產(chǎn)生二氧化碳前CO₂與NaOH反應過程是解題關鍵，注意守恒思想與方程式的運用．