Question

向NaOH溶液中通入CO₂，得到的物質(zhì)有多種可能，請完成下列假設(shè)，并回答后續(xù)問題．
假設(shè)1：Na₂CO₃和NaHCO₃
假設(shè)2：Na₂CO₃
假設(shè)3：

 

假設(shè)4：

 

若向上述反應(yīng)后的溶液中加入1mol/L HCl．
（1）產(chǎn)生的氣體如圖1所示：則該溶液溶質(zhì)的成分為

 

，其物質(zhì)的量為

 

（2）產(chǎn)生的氣體如圖2所示：則該溶液溶質(zhì)的成分是上述假設(shè)

 

（填1或2、3、4），其對應(yīng)成分及物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：圖示題,計算題

分析：CO₂與NaOH反應(yīng)為：①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應(yīng)按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當(dāng)

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應(yīng)按①②進行，CO₂、NaOH反應(yīng)，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≤

1

2

，反應(yīng)按②進行，等于

1

2

時，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成Na₂CO₃；小于

1

2

時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
（1）由反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，可知碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉與碳酸氫鈉完全反應(yīng)消耗HCl相等，由圖1可知，從200ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，前后兩部分消耗鹽酸相等，故溶質(zhì)為碳酸鈉，結(jié)合方程式計算其物質(zhì)的量；
（2）圖2中從100ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，前后兩部分消耗鹽酸體積之比為1：3＜1：1，故溶質(zhì)為碳酸鈉、碳酸氫鈉，結(jié)合方程式計算其物質(zhì)的量．

解答： 解：CO₂與NaOH反應(yīng)為：①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應(yīng)按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當(dāng)

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應(yīng)按①②進行，CO₂、NaOH反應(yīng)，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≤

1

2

，反應(yīng)按②進行，等于

1

2

時，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成Na₂CO₃；小于

1

2

時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
故答案為：Na₂CO₃，NaOH；NaHCO₃；
（1）由反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，可知碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉與碳酸氫鈉完全反應(yīng)消耗HCl相等，由圖1可知，從200ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，前后兩部分消耗鹽酸相等，故溶質(zhì)為Na₂CO₃，
200mL溶液中HCl的物質(zhì)的量=0.2L×1mol/L=0.2mol，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，碳酸鈉的物質(zhì)的量=n（HCl）=0.2mol，
故答案為：Na₂CO₃；0.2mol；
（2）圖2中從100ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，前后兩部分消耗鹽酸體積之比為1：3＜1：1，故溶質(zhì)為碳酸鈉、碳酸氫鈉，為假設(shè)3，
100mL溶液中HCl的物質(zhì)的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，則：
  Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl
0.1mol 0.1mol 0.1mol
故原溶液中n（Na₂CO₃）=0.1mol，
300mL溶液中HCl的物質(zhì)的量=0.3L×1mol/L=0.3mol，
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
0.3mol 0.3mol
故原溶液中n（NaHCO₃）=0.3mol-0.1mol=0.2mol
故答案為：3；n（Na₂CO₃）=0.1mol、n（NaHCO₃）=0.2mol．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，關(guān)鍵是清楚發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)圖中鹽酸的體積確定溶質(zhì)，難度中等．