Question

10．將標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的CO₂氣體緩緩?fù)ㄈ牒?0克NaOH的溶液中充分反應(yīng)，求：反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是什么？各有多少摩爾？（寫出解題的過程；規(guī)范解題；帶單位計算）

Answer 1

分析 CO₂與NaOH溶液反應(yīng)有如下情況：
若n（NaOH）：n（CO₂）≥2，按反應(yīng)①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O進行，等于2恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃，若大于2，NaOH有剩余，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaOH．
若n（NaOH）：n（CO₂）≤1，按反應(yīng)②CO₂+NaOH=NaHCO₃進行，等于1恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為NaHCO₃，若小于2，CO₂有剩余，溶液中溶質(zhì)為NaHCO₃．
若1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2，按反應(yīng)①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃進行，NaOH、CO₂無剩余，恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃；
標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，30gNaOH的物質(zhì)的量為：$\frac{30g}{40g/mol}$=0.75mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.75mol：0.5mol=3：2，故發(fā)生反應(yīng)為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，NaOH、CO₂無剩余，恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃；設(shè)溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)鈉元素守恒、碳元素守恒列方程計算x、y的值．

解答 解：標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，30gNaOH的物質(zhì)的量為：$\frac{30g}{40g/mol}$=0.75mol，
由于n（NaOH）：n（CO₂）=0.75mol：0.5mol=3：2，則發(fā)生反應(yīng)為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，說明NaOH、CO₂恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃，
設(shè)溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
根據(jù)鈉元素守恒可得：①2x+y=0.75，
根據(jù)碳元素守恒可得：②x+y=0.5，
聯(lián)立①②解得：x=0.25、y=0.25mol，
答：反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是0.25molNa₂CO₃、0.25molNaHCO₃．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，根據(jù)反應(yīng)物的物質(zhì)的量正確判斷發(fā)生反應(yīng)為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．