Question

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0.1 mol/L的鹽酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生的CO₂的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示，試回答下列問(wèn)題：
（1）原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

0.75mol/L

．
（2）曲線A表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)成分是

NaOH、Na₂CO₃

，其物質(zhì)的量之比為

3：1

．
（3）曲線B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(biāo)準(zhǔn)狀況）的最大值為

112

mL．

Answer 1

分析：（1）加入75ml鹽酸時(shí)二氧化碳的體積達(dá)最大，此時(shí)溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒，計(jì)算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量濃度的定義計(jì)算；
（2）由曲線A可知從60ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，計(jì)算碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，再結(jié)合氫氧化鈉的物質(zhì)的量判斷二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)，據(jù)此計(jì)算；
（3）由曲線B可知從25ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，據(jù)此計(jì)算．

解答：解：（1）加入75ml鹽酸時(shí)二氧化碳的體積達(dá)最大，此時(shí)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）=

0.0075mol

0.01L

=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
（2）CO₂與NaOH反應(yīng)為①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂0，
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應(yīng)按①進(jìn)行，等于1時(shí)，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成NaHCO₃；大于1時(shí)，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當(dāng)

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應(yīng)按①②進(jìn)行，CO₂、NaOH反應(yīng)，無(wú)剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≤

1

2

，反應(yīng)按②進(jìn)行，等于

1

2

，時(shí)，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成Na₂CO₃；小于

1

2

時(shí)，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
由曲線A可知從60ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)方程式為NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（NaHCO₃）=n（HCl）=（0.075-0.06）L×0.1mol/L=1.5×10^-3mol，
根據(jù)C原子守恒，所以n（CO₂）=n（NaHCO₃）=1.5×10^-3mol，
由（1）可知，n（NaOH）=0.0075mol，
所以n（CO₂）：n（NaOH）=1.5×10^-3mol：0.0075mol=1：5，小于1：2，所以反應(yīng)按②進(jìn)行，NaOH有剩余，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃和NaOH．
根據(jù)C原子守恒，所以n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=1.5×10^-3mol，
再根據(jù)鈉離子守恒，得溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.0075mol-1.5×10^-3mol×2=0.0045mol，
所以溶液中NaOH與Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為0.0045mol：1.5×10^-3mol=3：1．
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；3：1； 
（3）由曲線B可知從25ml到75ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)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(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，難度中等，關(guān)鍵根據(jù)圖中鹽酸的體積計(jì)算出NaOH、CO₂的物質(zhì)的量，判斷CO₂與NaOH反應(yīng)過(guò)程．