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18.取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份10mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示.试回答:
(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L;
(2)A线表明原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质成分是Na2CO3,NaOH;
(3)B线中消耗盐酸0<v(HCl)<25mL时发生的化学反应为H++CO32-=HCO3-;
(4)B曲线表明,原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值多少升?(请详细写出解题过程)

分析 (1)先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸,当二氧化碳气体完全放出时,溶液的溶质是氯化钠,该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠,根据盐酸的物质的量计算氢氧化钠的物质的量浓度;
(2)当生成CO2气体时,发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑,对于A溶液来说,滴加盐酸60mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,根据消耗盐酸体积相对大小确定所得溶液中的溶质;
(3)当生成CO2气体时,发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑,对于B溶液来说,滴加盐酸25mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,根据消耗盐酸体积相对大小确定所得溶液中的溶质,从而确定发生的离子反应;
(4)先确定B溶液中的溶质,再根据碳酸氢钠和盐酸的反应方程式计算生成二氧化碳的体积.

解答 解:(1)加入75ml盐酸时二氧化碳的体积达最大,此时溶液为氯化钠溶液.根据氯离子、钠离子守恒,
所以n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol,
所以c(NaOH)=$\frac{0.0075mol}{0.01L}$=0.75mol/L,
故答案为:0.75mol/L;
(2)CO2与NaOH反应为①CO2+NaOH=NaHCO3,②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,
当n(CO2):n(NaOH)≥1,反应按①进行,等于1时,CO2、NaOH恰好反应生成NaHCO3;大于1时,生成生成NaHCO3,CO2有剩余;
$\frac{1}{2}$<n(CO2):n(NaOH)<1,反应按①②进行,CO2、NaOH反应,无剩余,生成物为NaHCO3、Na2CO3;
当n(CO2):n(NaOH)≤$\frac{1}{2}$,反应按②进行,等于$\frac{1}{2}$,时,CO2、NaOH恰好反应生成Na2CO3;小于$\frac{1}{2}$时,生成Na2CO3,NaOH有剩余;
故答案为:Na2CO3,NaOH;
(3)当生成CO2气体时,发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑,对于B溶液来说,滴加盐酸25mL时没有气体生成,可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,实际上需要盐酸的体积小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积,说明原溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠,所以B线中消耗盐酸0<v(HCl)<25mL时发生的离子反应为:H++CO32-=HCO3-,
故答案为:H++CO32-=HCO3-;
(4)由曲线B可知从25ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳,反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,
所以n(CO2)=n(HCl)=(0.075ml-0.025ml)×0.1mol/L=0.005mol,
所以CO2气体体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL,
故答案为:112.

点评 本题考查混合物的有关计算,难度中等,关键根据图中盐酸的体积计算出NaOH、CO2的物质的量,判断CO2与NaOH反应过程.

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