Question

向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO₂气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，产生CO₂的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示．下列判断正确的是（　　）

• A、原NaOH溶液的浓度为0.1mol/L
• B、通入CO₂的体积为448mL
• C、所得溶液的溶质成分的物质的量之比为（NaOH）：（Na₂CO₃）=1：3
• D、所得溶液的溶质成分的物质的量之比为（NaHCO₃）：（Na₂CO₃）=2：1

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：本题根据题中给出的图象，结合化学反应关系，将化学变化关系，体现在图象上，分析，当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO₂气体25mL时，可能发生的反应有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃两种可能的情况，通过图象关系，当向溶液中加盐酸的体积25mL时，无气体出现，说明此段内发生了如下反应：
HCl+Na₂CO₃═NaHCO₃+NaCl，在加盐酸时产生气体，根据当加盐酸反应完毕时，消耗盐酸100mL，溶液中有则有 Na₂CO₃ xmol，生成 NaHCO₃ mmol      
        Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
        1mol    1mol         1mol
        x  0.025L×0.2mol/L   mmol
      解得：x=0.005mol，m=0.005mol
设75mL盐酸反应的NaHCO₃的物质的量ymol，生成zmolCO₂，则有
          NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl 
           1mol        1mol      1mol
           ymol  0.075L×0.2mol/L zmol
解得：y=0.015mol，z=0.015mol
根据原子守恒，加入盐酸恰好完全反应时，共产生CO₂0.015mol，标准状况下的体积为0.336L，n（Na⁺）=n（Cl^-），所以n（NaOH）=0.02mol，既得c（NaOH）=0.2mol/L，在根据上面的计算，求得通CO₂生成Na₂CO₃ 0.005mol，NaHCO₃ 0.01mol，即得出答案．

解答： 解：A_? 根据化学反应，向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO₂气体，可能发生的反应有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃两种可能的情况，再加入盐酸，将Na₂CO₃或NaHCO₃全部反应生成NaCl，根据化学反应中原子守恒，则有n（Na⁺）=n（Cl^-），所以n（NaOH）=n（HCl）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，既得c（NaOH）=0.2mol/L，故A错；
B_? 根据题中的图象，加盐酸25mL是与Na₂CO₃反应，在加盐酸到100mL是与NaHCO₃的反应，设溶液中有Na₂CO₃ xmol，生成NaHCO₃ mmol 
        Na₂CO₃ +HCl═NaHCO₃+NaCl
        1mol    1mol         1mol
        x  0.025L×0.2mol/L   mmol
      解得：x=0.005mol，m=0.005mol
设75mL盐酸反应的NaHCO₃的物质的量ymol，生成zmolCO₂，则有
          NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl 
           1mol        1mol      1mol
           ymol  0.075L×0.2mol/L zmol
解得：y=0.015mol，z=0.015mol
根据原子守恒，加入盐酸恰好完全反应时，共产生CO₂ 0.015mol，标准状况下的体积为0.336L，故B错；
C_?根据对答案A、B的计算得知n（NaOH）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，n（Na₂CO₃）=0.005mol，得出
 n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.02mol：0.005mol=4：1，故C错；
D_?根据题中的图象，加盐酸25mL是与Na₂CO₃反应，在加盐酸到100mL是与NaHCO₃的反应，设溶液中有Na₂CO₃ xmol，生成 NaHCO₃ mmol 
        Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
        1mol    1mol         1mol
        x  0.025L×0.2mol/L   mmol
      解得：x=0.005mol，m=0.005mol
设75mL盐酸反应的NaHCO₃的物质的量ymol，生成zmolCO₂，则有
            NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl 
           1mol        1mol      1mol
           ymol  0.075L×0.2mol/L zmol
解得：y=0.015mol，z=0.015mol
求得通入CO2反应后，Na₂CO₃ 、NaHCO₃ 的物质的量分别为0.005mol、0.01mol，既得
n（ NaHCO₃ ）：n（Na₂CO₃）=2：1，故D正确．
故选：D．

点评：本题考查了元素化合物的性质，结合图象的将反应关系与反应有机的结合起来，对图象的分析，是解决题目的关键，易出错在图象分析不到位，同时化学变化关系分析不出来．