Question

14．向100mL 0.5mol/L的Na₂CO₃溶液中加人-定体积1mol/L的盐酸，恰好完全反应．试计算：
（1）加入盐酸的体积；
（2）反应生成气体的体积（标准状况）；
（3）假设反应前后溶液体积不变，求所得溶液中Na⁺的物质的量浓度；
（4）将1L 0.5mol/L的Na₂CO₃溶液稀释为0.1mol/L，所得溶液的体积是多少升？

Answer 1

分析 先根据n=cV计算出碳酸钠溶液中碳酸钠的物质的量，再根据反应方程式计算出消耗的盐酸的物质的量、生成二氧化碳的物质的量，
（1）根据V=$\frac{n}{c}$计算出加入盐酸的体积；
（2）根据V=nmol×22.4L/mol计算出生成的二氧化碳在标况下的体积；
（3）根据c=$\frac{n}{{V}_{总}}$计算出反应后溶液中钠离子的物质的量浓度；
（4）根据c（浓）•V（浓）=c（稀）•V（稀）计算．

解答 解：100mL 0.5mol•L^-1的Na₂CO₃溶液中碳酸钠的物质的量为：n（Na₂CO₃）=0.1L×0.5 mol•L^-1=0.05mol，
设加入盐酸的物质的量为x mol，生成气体的物质的量为y mol
Na₂CO₃ +2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
1 mol    2mol        1 mol
0.05mol   x         y
则：1mol×x=2mol×0.05mol，解得x=0.1mol，
1mol×y=1mol×0.05mol，解得y=0.05mol，
（1）加入的盐酸的体积为：$\frac{0.1mol}{1mol/L}$=0.1L=100mL，
答：加入盐酸的体积为100mL；
（2）反应生成的二氧化碳的体积（标况下）为：22.4L/mol×0.05mol=1.12L=1120mL，
答：反应生成气体的体积（标准状况）为1120mL；
（3）根据质量守恒定律，钠离子的物质的量为n（Na⁺）=2n（Na₂CO₃）=0.05mol×2=0.1mol，
假设反应前后溶液体积不变，所得溶液中的Na⁺的物质的量浓度为：c（Na⁺）=$\frac{0.1mol}{0.1L+0.1L}$=0.5mol/L，
答：所得溶液中Na⁺的物质的量浓度为0.5mol/L；
（4）c（浓）•V（浓）=c（稀）•V（稀）可知，1L×0.5mol/L=0.1mol/L×V（稀），则V（稀）=5L；
答：所得溶液的体积是5L．

点评 本题考查了碳酸钠与盐酸的反应及简单的化学计算，题目难度中等，注意熟练掌握常见元素化合物的性质及反应方程式，试题有利于培养学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力．