Question

18．取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液兩份A和B，每份10mL，分別向A、B中通入不等量的CO₂，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，標準狀況下產(chǎn)生的CO₂氣體體積與所加的鹽酸溶液體積之間的關系如圖所示．試回答：
（1）原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L；
（2）A線表明原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)成分是Na₂CO₃，NaOH；
（3）B線中消耗鹽酸0＜v（HCl）＜25mL時發(fā)生的化學反應為H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；
（4）B曲線表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液加鹽酸后產(chǎn)生CO₂氣體體積（標準狀況）的最大值多少升？（請詳細寫出解題過程）

Answer 1

分析 （1）先向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸，當二氧化碳氣體完全放出時，溶液的溶質(zhì)是氯化鈉，該反應的實質(zhì)是鹽酸和氫氧化鈉反應生成氯化鈉，根據(jù)鹽酸的物質(zhì)的量計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度；
（2）當生成CO₂氣體時，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，對于A溶液來說，滴加鹽酸60mL時沒有氣體生成，可能發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，根據(jù)消耗鹽酸體積相對大小確定所得溶液中的溶質(zhì)；
（3）當生成CO₂氣體時，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，對于B溶液來說，滴加鹽酸25mL時沒有氣體生成，可能發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，根據(jù)消耗鹽酸體積相對大小確定所得溶液中的溶質(zhì)，從而確定發(fā)生的離子反應；
（4）先確定B溶液中的溶質(zhì)，再根據(jù)碳酸氫鈉和鹽酸的反應方程式計算生成二氧化碳的體積．

解答 解：（1）加入75ml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(jù)氯離子、鈉離子守恒，
所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol，
所以c（NaOH）=$\frac{0.0075mol}{0.01L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
（2）CO₂與NaOH反應為①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
$\frac{1}{2}$＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應按①②進行，CO₂、NaOH反應，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當n（CO₂）：n（NaOH）≤$\frac{1}{2}$，反應按②進行，等于$\frac{1}{2}$，時，CO₂、NaOH恰好反應生成Na₂CO₃；小于$\frac{1}{2}$時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
故答案為：Na₂CO₃，NaOH；
（3）當生成CO₂氣體時，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，對于B溶液來說，滴加鹽酸25mL時沒有氣體生成，可能發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積小于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積，說明原溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉和碳酸氫鈉，所以B線中消耗鹽酸0＜v（HCl）＜25mL時發(fā)生的離子反應為：H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-，
故答案為：H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；
（4）由曲線B可知從25ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳，反應方程式為NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（CO₂）=n（HCl）=（0.075ml-0.025ml）×0.1mol/L=0.005mol，
所以CO₂氣體體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案為：112．

點評 本題考查混合物的有關計算，難度中等，關鍵根據(jù)圖中鹽酸的體積計算出NaOH、CO₂的物質(zhì)的量，判斷CO₂與NaOH反應過程．