Question

3．向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体．请回答下列问题：
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，请列出可能的组成（填化学式）：KOH和K₂CO₃、K₂CO₃、K₂CO₃和KHCO₃、KHCO₃；
（2）若通入CO₂气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色固体．则所用的KOH溶液的物质的量浓度为0.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）KOH过量，溶液中有KOH，也有K₂CO₃；CO₂过量，溶液中可能全都是KHCO₃或KHCO₃和K₂CO₃的混合物；
（2）首先根据反应物的质量计算反应物的成分，根据化学方程式列方程计算．

解答 解：（1）本题涉及的反应有：CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O，CO₂+KOH=KHCO₃，
由方程式可知，反应分四个阶段进行：
①CO₂通入量较少时主要得到K₂CO₃并有过量的KOH；
②当KOH恰巧完全反应，只存在生成物K₂CO₃；
③继续通入CO₂时，开始有KHCO₃生成；
④通入的CO₂使K₂CO_3全部转化成KHCO₃．
所以有四种组合，分别是：K₂CO₃和KOH、K₂CO₃、K₂CO₃和KHCO₃、KHCO₃；
故答案为：K₂CO₃和KOH；K₂CO₃；K₂CO₃和KHCO₃；KHCO₃；
（2）标准状况下，2.24LCO₂的物质的量为0.1mol
当产物全部为K₂CO₃时：m（K₂CO₃）=0.1mol×138g•mol^-1=13.8g
当产物全部为KHCO₃时：m（KHCO₃）=0.1mol×100g•mol^-1=10g
10g＜11.9g＜13.8g，故白色固体成分为K₂CO₃和KHCO₃的混合物
设K₂CO₃、KHCO₃的物质的量分别为x、y
x+y=0.1mol
138g•mol^-1•x+100g•mol^-1•y=11.9g
解得：x=0.05mol
y=0.05mol
由K元素守恒可得：c（KOH）=$\frac{（2×0.05mol+1×0.05mol）}{0.3L}$=0.5mol•L^-1；
故答案为：0.5mol•L^-1．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度角度，注意把握物质的性质，判断反应的可能性以及反应的程度，根据方程式列方程计算．