Question

3．200mL某物質的量濃度的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂，充分反應后，得到Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液．向上述所得溶液中，逐滴滴加2mol•L^-1的鹽酸，所得氣體的體積與所加鹽酸的體積關系如圖所示：
（1）OA段、AB段發(fā)生反應的離子方程式CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O．
（2）B點時，反應所得溶液中溶質的物質的量濃度是1.2 mol•L^-1．
（3）混合溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的質量比是53：42．

Answer 1

分析 加入鹽酸100mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，則Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，加鹽酸OA段發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，而AB段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，以此解答
（1）OA段是原碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉消耗鹽酸為100ml，AB段是溶液中碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體消耗鹽酸體積200ml；
（2）B點時溶質只有NaCl，結合氯元素和鈉元素守恒計算；
（3）結合加入鹽酸100mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，則Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，加鹽酸OA段發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，而AB段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，化學方程式定量關系計算得到原混合物中碳酸鈉和碳酸氫鈉物質的量；

解答 解：加入鹽酸100mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，則Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，加鹽酸OA段發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，而AB段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，
（1）OA段的離子反應為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，AB段的離子反應為HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
（2）B點時溶質只有NaCl，n（NaCl）=n（HCl）=0.3L×2mol/L=0.6mol，所以c（NaCl）=$\frac{0.6mol}{0.5L}$=1.2 mol•L^-1，
故答案為：1.2 mol•L^-1；
（3）加入鹽酸100mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產生氣體，則Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液，加鹽酸OA段發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，而AB段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，其中碳酸鈉生成碳酸氫鈉需要的鹽酸物質的量=原混合物中碳酸鈉物質的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體需要鹽酸（0.3-0.1）L×2mol/L=0.4mol，則原來混合物中碳酸氫鈉物質的量=0.4mol-0.2mol=0.2mol，混合溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的質量比=0.2mol×106g/mol：0.2mol×84g/mol=53：42，
故答案為：53：42；

點評 本題考查化學反應方程式的計算，題目難度中等，注意圖象與反應的對應關系，側重學生分析判斷和計算能力的考查，注意圖象中B點溶液溶質的判斷．