Question

11．取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液兩份A和B，每份50mL，向其中各通入一定量的CO₂，然后各取溶液10mL，分別將其稀釋為100mL，再分別向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的鹽酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生CO₂氣體體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示．
試回答下列問題：
（1）曲線A表明，原溶液中滴入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃（寫化學(xué)式），各種溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=3：1，向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的鹽酸，產(chǎn)生CO₂體積的最大值為33.6mL；
（2）曲線B表明，原溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)為Na₂CO₃和NaHCO₃（寫化學(xué)式），向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的鹽酸，產(chǎn)生CO₂體積最大值為112mL；
（3）原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.15mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，對應(yīng)A溶液來說，滴加鹽酸60mL時(shí)沒有氣體生成，可能發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設(shè)原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實(shí)際上需要鹽酸的體積為60mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-60）mL=15mL，說明原溶液中的溶質(zhì)是NaOH和Na₂CO₃；
溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃，生成二氧化碳消耗鹽酸為15mL，故碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉消耗鹽酸為15mL，則NaOH消耗鹽酸為60mL-15mL=45mL，消耗鹽酸體積之比等于氫氧化鈉與碳酸鈉物質(zhì)的量之比；
生成二氧化碳消耗鹽酸的體積為75mL-60mL=15mL，生成CO₂氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，根據(jù)n=cV計(jì)算n（HCl），再根據(jù)方程式計(jì)算二氧化碳的體積；
（2）對于B溶液來說，假設(shè)原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實(shí)際上需要鹽酸的體積25mL小于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-25）mL=50mL，說明原溶液中的溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaHCO₃；生成CO₂氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，根據(jù)n=cV計(jì)算n（HCl），再根據(jù)方程式計(jì)算二氧化碳的體積；
（3）先向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w完全放出時(shí)，溶液的溶質(zhì)是氯化鈉，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉，根據(jù)鹽酸的物質(zhì)的量計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）由圖可知，對應(yīng)A溶液來說，滴加鹽酸60mL時(shí)沒有氣體生成，可能發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假設(shè)原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實(shí)際上需要鹽酸的體積為60mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-60）mL=15mL，說明原溶液中的溶質(zhì)是NaOH和Na₂CO₃；
溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃，生成二氧化碳消耗鹽酸為15mL，故碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉消耗鹽酸為15mL，則NaOH消耗鹽酸為60mL-15mL=45mL，消耗鹽酸體積之比等于氫氧化鈉與碳酸鈉物質(zhì)的量之比，即n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=45mL：15mL=3：1；
生成二氧化碳消耗鹽酸的體積為75mL-60mL=15mL，生成CO₂氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，由方程式可知，n（CO₂）=n（HCl）=0.015L×0.1mol/L=0.0015mol，標(biāo)況下體積為0.0015mol×22.4L/mol=0.0336L=33.6mL，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=3：1；33.6；
（2）對于B溶液來說，假設(shè)原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實(shí)際上需要鹽酸的體積25mL小于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積（75-25）mL=50mL，說明原溶液中的溶質(zhì)是Na₂CO₃和NaHCO₃，生成二氧化碳消耗鹽酸的體積為75mL-25mL=50mL，生成CO₂氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，由方程式可知，n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.1mol/L=0.005mol，標(biāo)況下體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案為：Na₂CO₃和NaHCO₃；112；
（3）先向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w完全放出時(shí)，溶液的溶質(zhì)是氯化鈉，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉，鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1：1，設(shè)氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為cmol/L，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）=0.075L×0.1mol/L=7.5×10^-3mol，c（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{7.5×10{\;}^{-3}mol}{0.05L}$=0.15mol/L，
故答案為：0.15．

點(diǎn)評 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，側(cè)重分析與計(jì)算能力、圖象與反應(yīng)對應(yīng)關(guān)系判斷能力的考查，注意根據(jù)消耗鹽酸體積判斷溶質(zhì)成分，題目難度較大．