Question

8．向100mL 3mol/L的NaOH溶液中通入CO₂氣體后得到溶液M，因CO₂通入的量不同，溶液M的組成也不同，若向M中逐滴加入1mol/L鹽酸，產(chǎn)生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關(guān)系如圖所示．
（1）若OB=0，則形成溶液M所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH^-+CO₂=HCO₃^-
（2）若OB＞BC，則溶液M中存在的溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaOH
（3）若OB=BC，①則溶液M為Na₂CO₃溶液，請(qǐng)寫(xiě)出O-B段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-
②若OB=BC=150mL，則C點(diǎn)產(chǎn)生的CO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為3360mL
（4）若BC=3OB，則溶液M中c（Na₂CO₃）：c（NaHCO₃）=1：2．

Answer 1

分析 CO₂與NaOH反應(yīng)為①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當(dāng)$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（NaOH）}$≥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)$\frac{1}{2}$＜$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（NaOH）}$＜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)$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（NaOH）}$≤$\frac{1}{2}$，反應(yīng)按②進(jìn)行，等于$\frac{1}{2}$時(shí)，CO₂、NaOH恰好反應(yīng)生成Na₂CO₃；小于$\frac{1}{2}$時(shí)，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
向M中逐滴加入鹽酸，根據(jù)溶液M中溶質(zhì)不同，通過(guò)反應(yīng)過(guò)程判斷．

解答 解：由分析可知向NaOH溶液中通入CO₂氣體后得溶液M中溶質(zhì)情況有：
（1）當(dāng)含有兩種溶質(zhì)時(shí)，
①若溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaOH時(shí)，不能立即產(chǎn)生氣體，滴加鹽酸先中和氫氧化鈉，然后與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，且與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉消耗鹽酸體積同碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳所消耗的鹽酸體積相等，產(chǎn)生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關(guān)系為；
②若為NaHCO₃、Na₂CO₃，不能立即產(chǎn)生氣體，滴加鹽酸先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，且與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉消耗鹽酸體積小于與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳所消耗的鹽酸體積，產(chǎn)生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關(guān)系為；
（2）若只有一種溶質(zhì)時(shí)，
①當(dāng)溶質(zhì)為Na₂CO₃時(shí)，不能立即產(chǎn)生氣體，滴加鹽酸先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，且與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉消耗鹽酸體積等于與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳所消耗的鹽酸體積，產(chǎn)生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關(guān)系為；
②當(dāng)溶質(zhì)為NaHCO₃時(shí)，滴加鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，立即產(chǎn)生氣體，產(chǎn)生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關(guān)系為．

（1）若OB=0，滴加鹽酸就能產(chǎn)生氣體，所以發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，則M的溶質(zhì)為NaHCO₃，形成溶液M所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH^-+CO₂=HCO₃^-，
故答案為：OH^-+CO₂=HCO₃^-；
（2）若OB＞BC，由分析可知溶液M為Na₂CO₃、NaOH，
故答案為：Na₂CO₃和NaOH；
（3）①若OB=BC，M溶質(zhì)為Na₂CO₃，滴加鹽酸先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，且與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉消耗鹽酸體積等于與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳所消耗的鹽酸體積，則O-B段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
故答案為：Na₂CO₃；CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
②若OB=BC=150mL，M溶質(zhì)為Na₂CO₃，滴加鹽酸先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，則O-B段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，已知n（HCl）=cV=1mol/L×0.15L=0.15mol，則產(chǎn)生的CO₂為0.15mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為3360mL；
故答案為：3360；
（4）若BC=3OB，則溶質(zhì)為NaHCO₃、Na₂CO₃，滴加鹽酸先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，發(fā)生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗鹽酸為nmol，碳酸氫鈉再與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，發(fā)生H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，消耗的鹽酸為3nmol，則Na₂CO₃為nmol，由Na₂CO₃生成的碳酸氫鈉為nmol，所以原溶液中NaHCO₃為2nmol，所以
溶液M中c（Na₂CO₃）：c（NaHCO₃）=1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，關(guān)鍵判斷溶液可能的溶質(zhì)，分情況討論，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．