Question

10．将标准状况下11.2L的CO₂气体缓缓通入含30克NaOH的溶液中充分反应，求：反应后溶液中的溶质是什么？各有多少摩尔？（写出解题的过程；规范解题；带单位计算）

Answer 1

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；
标准状况下11.2L二氧化碳的物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，30gNaOH的物质的量为：$\frac{30g}{40g/mol}$=0.75mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.75mol：0.5mol=3：2，故发生反应为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，NaOH、CO₂无剩余，恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃；设溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据钠元素守恒、碳元素守恒列方程计算x、y的值．

解答 解：标准状况下11.2L二氧化碳的物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，30gNaOH的物质的量为：$\frac{30g}{40g/mol}$=0.75mol，
由于n（NaOH）：n（CO₂）=0.75mol：0.5mol=3：2，则发生反应为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH=NaHCO₃，说明NaOH、CO₂恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，
设溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，
根据钠元素守恒可得：①2x+y=0.75，
根据碳元素守恒可得：②x+y=0.5，
联立①②解得：x=0.25、y=0.25mol，
答：反应后溶液中的溶质是0.25molNa₂CO₃、0.25molNaHCO₃．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，根据反应物的物质的量正确判断发生反应为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．