Question

14．將2.5g由Na₂CO₃、NaHCO₃和NaOH組成的固體混合物加入足量水溶解配成溶液．然后向此溶液中逐漸滴加1.0mol/L的鹽酸．所加鹽酸的體積與產(chǎn)生的CO₂的體積關(guān)系如圖：

（1）該溶液中存在的溶質(zhì)是Na₂CO₃、NaOH（填化學(xué)式）．
（2）0～25mL加入鹽酸時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（3）當加入40mL鹽酸時，產(chǎn)生CO₂的體積為336mL（標準狀況）．
（4）固體加水溶解后的溶液中正鹽的物質(zhì)的量為0.02mol．

Answer 1

分析 （1）固體在溶液中發(fā)生反應(yīng)為：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；結(jié)合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，固體組成可能為：①Na₂CO₃、NaOH（NaOH過量），②Na₂CO₃、NaHCO₃（NaOH少量），若為①Na₂CO₃、NaOH，0～25mL段消耗鹽酸體積會大于25～45mL段，與圖象一致；若為②Na₂CO₃、NaHCO₃，0～25mL段發(fā)生反應(yīng)為：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，25～45mL段發(fā)生反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，則0～25mL段消耗鹽酸體積會應(yīng)該小于25～45mL段，與圖象不一致；
（2）溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，0～25mL段先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉；
（3）結(jié)合圖象可知，當加入40mL鹽酸時，25～34mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化碳氣體，根據(jù)反應(yīng)方程式及鹽酸的物質(zhì)的量計算出生成二氧化碳氣體的體積；
（4）溶解后溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，其中正鹽為碳酸鈉，根據(jù)25～45mL段消耗鹽酸的量和質(zhì)量守恒可計算出碳酸鈉的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)為：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；結(jié)合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，固體組成可能為：①Na₂CO₃、NaOH（NaOH過量），②Na₂CO₃、NaHCO₃（NaOH少量），若為①Na₂CO₃、NaOH，0～25mL段消耗鹽酸體積會大于25～45mL段，與圖象一致；若為②Na₂CO₃、NaHCO₃，0～25mL段發(fā)生反應(yīng)為：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，25～45mL段發(fā)生反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，則0～25mL段消耗鹽酸體積會應(yīng)該小于25～45mL段，與圖象不一致，所以制成的稀溶液中的溶質(zhì)為：Na₂CO₃、NaOH，
故答案為：Na₂CO₃、NaOH；
（2）0～25mL段先發(fā)生酸堿中和，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉，其離子反應(yīng)方程式為：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（3）結(jié)合圖象可知，當加入40mL鹽酸時，25～34mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化碳氣體，
設(shè)生成二氧化碳的物質(zhì)的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質(zhì)的量為（40-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.015mol，則
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
        1    1
    0.015mol  n
則n=0.015mol，標況下二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.015mol=0.336L=336mL，
故答案為：336；
（4）固體溶于水后溶質(zhì)為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，其中正鹽為碳酸鈉，根據(jù)25～45mL段發(fā)生的反應(yīng)HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O可知，碳酸鈉的物質(zhì)的量為：（45-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.02mol，
故答案為：0.02．

點評 本題考查離子方程式的有關(guān)計算，題目難度中等，明確反應(yīng)的先后順序及圖象中每段圖象對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．