Question

将标准状况下一定体积的CO₂缓缓通入体积为V L NaOH溶液中，充分反应后，在减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体．
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固体的组成不同，推断并写出各种可能组成的化学式：（可以不填满，也可以添加序号）
①

NaOH和Na₂CO₃

；②

Na₂CO₃

；③

Na₂CO₃和NaHCO₃

；
④

NaHCO₃

；⑤

不填

；⑥

不填

．
（2）按反应的先后顺序，写出各步反应的离子方程式：

CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-

．
（3）若反应中CO₂和NaOH均无剩余，反应后向溶液中加入过量的澄清石灰水生成m₁g白色沉淀．
①根据以上数据，能否推理计算出标准状况下CO₂的体积？若能，用代数式表示CO₂的体积V（CO₂）=

0.224m₁L

．若不能，理由是

不填

．
②根据以上数据，能否推理计算出NaOH溶液的浓度？若能，用代数式表示NaOH溶液的浓度c（NaOH）=

不能

．若不能，理由是

若为Na₂CO₃和NaHCO₃ ，利用已知的信息无法计算钠离子的物质的量，则不能计算出NaOH溶液的浓度

．

Answer 1

分析：（1）根据CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃来分析；
（2）根据反应先生成碳酸钠，后生成碳酸氢钠来书写离子反应方程式；
（3）①白色沉淀为碳酸钙，利用碳原子守恒可计算二氧化碳的体积；
②因反应后的溶质不确定，无法计算NaOH溶液的浓度．

解答：解：（1）①当CO₂与NaOH的物质的量比小于1：2时，由反应CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O可知反应生成碳酸钠，还有剩余的
NaOH，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为NaOH和Na₂CO₃ ；
②当二氧化碳与NaOH的物质的量为1：2时，反应CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O恰好完全进行，则溶液中的溶质为Na₂CO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为Na₂CO₃ ；
③当二氧化碳与NaOH的物质的量比大于1：2，而小于1：1时，发生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为Na₂CO₃和NaHCO₃ ；
④当二氧化碳与NaOH的物质的量比≥1：1时，发生CO₂+NaOH═NaHCO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为
NaHCO₃；
故答案为：NaOH和Na₂CO₃ ；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃ ；NaHCO₃；
（2）因CO₂缓缓通入NaOH溶液中，先发生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，后发生Na₂CO₃+H₂O+CO₂═NaHCO₃，
离子反应分别为CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-，
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-；
（3）①因白色沉淀为碳酸钙，由碳原子守恒可知，标准状况下二氧化碳的体积为

m1g

100g/mol

×22.4L/mol=0.224m₁L，
故答案为：0.224m₁L；
②反应中CO₂和NaOH均无剩余，溶液中的溶质可能为Na₂CO₃，也可能为NaHCO₃，还可能为Na₂CO₃和NaHCO₃ ，加入过量的澄清石灰水生成m₁g白色沉淀，只能有碳原子守恒计算出碳的物质的量，但若为Na₂CO₃和NaHCO₃ ，利用已知的信息无法计算钠离子的物质的量，则不能计算出NaOH溶液的浓度，
故答案为：不能；若为Na₂CO₃和NaHCO₃ ，利用已知的信息无法计算钠离子的物质的量，则不能计算出NaOH溶液的浓度．

点评：本题考查有关过量问题的计算，明确发生的化学反应，并学会利用极端假设、原子守恒来解答是解答本题的关键，难度不大．