Question

标准状态下，向100mL2mol/L的NaOH溶液中通入CO₂气体3.36L，反应后溶液中溶质的质量是多少？

Answer 1

【答案】分析：CO₂与NaOH溶液反应有如下情况：
若n（NaOH）：n（CO₂）≥2，按反应①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O进行，等于2恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃，若大于2，NaOH有剩余，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaOH．
若n（NaOH）：n（CO₂）≤1，按反应②CO₂+NaOH=NaHCO₃进行，等于1恰好反应，溶液中溶质为NaHCO₃，若小于2，CO₂有剩余，溶液中溶质为NaHCO₃．
若1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2，按反应①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃进行，NaOH、CO₂无剩余，恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃．
100mL2mol/L的NaOH溶液中n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，3.36LCO₂气体的物质的量n（CO₂）==0.15mol，
n（NaOH）：n（CO₂）=0.2mol：0.15mol=1：0.75，故反应CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，NaOH、CO₂无剩余，恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃．令溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为amol、bmol，根据钠元素守恒、碳元素守恒列方程计算a、b的值，再根据m=nM计算质量．
解答：解：100mL2mol/L的NaOH溶液中n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，3.36LCO₂气体的物质的量n（CO₂）==0.15mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.2mol：0.15mol=1：0.75，故反应CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，NaOH、CO₂无剩余，恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃．
令溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为amol、bmol，则：
根据钠元素守恒有2a+b=0.2
根据碳元素守恒有a+b=0.15
联立解得：a=0.05，b=0.1
所以反应后溶液中溶质的质量为0.05mol×106g/mol+0.1mol×84g/mol=13.7g
答：反应后溶液中溶质的质量为13.7g．
点评：本题考查根据方程式的计算，难度中等，判断发生的反应是解题的关键，可以利用过程法解答，但较麻烦．