Question

19．有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液．为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：
①量取25.00mL甲溶液，缓慢滴入乙溶液15.00mL，共收集到224mL（标准状况）气体
②量取15.00mL乙溶液，缓慢滴入甲溶液25.00mL，共收集到112mL（标准状况）气体．
（1）判断：甲是HCl溶液，乙是Na₂CO₃溶液．
（2）写出实验2中所发生反应的离子方程式H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．
（3）求甲、乙溶液的物质的量浓度分别为：0.8mol/L、1.0mol/L．

Answer 1

分析 若将Na₂CO₃溶液滴入盐酸溶液，则盐酸相对过量，所有CO₃^2-都会转化为CO₂；反之，将盐酸溶液滴入Na₂CO₃溶液，则盐酸相对不足，前一部分盐酸将CO₃^2-先转化为HCO₃^-，后一部分盐酸使之转化为CO₂，因为两次所得CO₂ 体积不同，说明15mLNa₂CO₃相对于25mL盐酸来说过剩，所以乙是碳酸钠，甲是盐酸，结合反应的离子方程式计算．

解答 解：（1）当向盐酸中加入Na₂CO₃溶液时，发生反应2H⁺+CO₃^2-=CO₂↑+H₂O，盐酸完全反应后，再加入的Na₂CO₃不再放出CO₂；向Na₂CO₃溶液中加入盐酸时，先发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，当所有CO₃^2-均转化为HCO₃^-时，再发生反应HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，由实验①②中数据可知等量的甲与等量的乙反应，实验①产生的CO₂气体多，说明甲为HCl、乙为Na₂CO₃，
故答案为：HCl；Na₂CO₃；
（2）取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL，共收集到二氧化碳112mL，HCl与Na₂CO₃均完全反应，Na₂CO₃先生成NaHCO₃，部分NaHCO₃ 转化为CO₂，发生的反应有：H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，故答案为：H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（3）量取25.00mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL，共收集到二氧化碳224mL，n（CO₂）=0.01mol，2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑，HCl完全反应，Na₂CO₃剩余，n（HCl）=2n（CO₂）=2×0.01mol=0.02 mol，c（HCl）=$\frac{0.02}{0.025}$mol/L=0.80mol/L；
另取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL，共收集到二氧化碳112mL，HCl与Na₂CO₃均完全反应，Na₂CO₃先生成NaHCO₃，部分NaHCO₃ 转化为CO₂：n（CO₂）=0.005mol；HCl+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaCl，HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑，在②中，产气0.005mol，说明第二反应盐酸用去0.005mol，参与第一反应的就是0.015mol，那么碳酸钠的量就是0.015mol，c（Na₂CO₃）=$\frac{0.015mol}{0.015L}$=1mol/L，
，故答案为：0.8mol/L；1.0mol/L．

点评 本题考查化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握反应的离子方程式或化学方程式，根据方程式结合质量守恒计算该题，难度中等