Question

向300mL某濃度的NaOH溶液中緩慢通入一定量CO₂氣體，充分反應(yīng)后將溶液小心蒸干，得到白色固體．
（1）由于通入CO₂的量不同，得到的白色固體組成也不同．請按要求完成下表：

物質(zhì)的量比：x= n(NaOH) n(CO2)	白色固體組成
x＞2	NaOH和Na2CO3
x=2
1＜x＜2
x≤1	NaHCO3

（2）當通入CO₂為2.24L（標準狀況），得到9.5g白色固體，那么所用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．
（3）若通入CO₂為V L（標準狀況），得到N g白色固體，當

V

N

=0.1時，白色固體的組成為

 

，其質(zhì)量為

 

g（計算結(jié)果精確到0.1g）．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,物質(zhì)的量的相關(guān)計算,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）發(fā)生反應(yīng)：①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃，可知：
當

n(NaOH)

n(CO2)

＞2時，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH有剩余；
當

n(NaOH)

n(CO2)

=2時，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)；
當

n(NaOH)

n(CO2)

=1時，發(fā)生反應(yīng)②，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)；
當1＜

n(NaOH)

n(CO2)

＜2時，發(fā)生反應(yīng)①、②；
當

n(NaOH)

n(CO2)

＜1時，發(fā)生反應(yīng)②，二氧化碳有剩余；
（2）假設(shè)二氧化碳完全生成碳酸鈉，計算碳酸鈉質(zhì)量，假設(shè)完全反應(yīng)生成碳酸氫鈉，計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，據(jù)此判斷9.5g時固體的成分，進而計算解答；
（3）根據(jù)（2）中極限法確定

V

N

=0.1時生成物的成分，進而計算解答．

解答： 解：（1）（1）發(fā)生反應(yīng)：①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃，可知：
當

n(NaOH)

n(CO2)

=2時，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃；
當

n(NaOH)

n(CO2)

=1時，發(fā)生反應(yīng)②，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)；
當1＜

n(NaOH)

n(CO2)

＜2時，發(fā)生反應(yīng)①、②，溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃；
故答案為：Na₂CO₃；Na₂CO₃、NaHCO₃；
（2）22.4LCO₂的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，假設(shè)二氧化碳完全生成碳酸鈉，根據(jù)C原子守恒可知，碳酸鈉質(zhì)量=0.1mol×106g/mol=10.6g，
假設(shè)完全反應(yīng)生成碳酸氫鈉，根據(jù)C原子守恒可知，碳酸氫鈉的質(zhì)量=0.1mol×84g/mol=8.4g，
∵10.6g＞9.5g＞8.4g，
∴得到的白色固體是 Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，
設(shè)白色固體中 Na₂CO₃ 為x mol，NaHCO₃ 為y mol，則：

x+y=0.1 106x+84y=9.5

，解得x=0.05、y=0.05，
根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=0.05mol×2+0.05mol=0.15mol，
故c（NaOH）=

0.15mol

0.3L

=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
（3）根據(jù)（2）中可知，假設(shè)二氧化碳完全生成碳酸鈉時，可知

V

N

=

22.4

10.6

=2.1，假設(shè)完全反應(yīng)生成碳酸氫鈉時，可知

V

N

=

22.4

8.4

=2.7，由于實際

V

N

=0.1，故不可能是Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，所以是Na₂CO₃和NaOH的混合物，
由碳元素守恒可知，n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

VL

22.4L/mol

=

V

22.4

mol，由鈉離子守恒可知n_剩余（NaOH）=0.15mol-2×

V

22.4

mol=（0.15-

V

11.2

）mol，
故[（0.15-

V

11.2

）×40+

V

22.4

×106]×0.1=V，解得V=

112

165

，所以所得固體質(zhì)量N=10V=10×

112

165

g=6.8g，
故答案為：Na₂CO₃和NaOH；6.8g．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度較大，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷可能的反應(yīng)產(chǎn)物，（2）（3）注意利用極限法確定固體組成是關(guān)鍵，再根據(jù)守恒思想解答．