Question

向50mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO₂（假设溶液体积不变），随后取此溶液10mL，将其稀释至100mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1的盐酸，产生CO₂气体的体积（标准状况下）与所加入的盐酸的体积关系如图所示．
（1）写出OA段所发生反应的离子方程式：

 

．
（2）NaOH在吸收CO₂后，所得溶液的溶质为

 

，其物质的量浓度之比为

 

．
（3）产生的CO₂体积（标准状况下）为

 

．
（4）原NaOH溶液的物质的量浓度为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由图可知，生成CO₂气体至最大，消耗HCl为75mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将Na₂CO₃转化为NaHCO₃应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃，
（1）根据发生的反应书写离子方程式；
（2）中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，根据反应消耗盐酸的体积计算NaOH、Na₂CO₃的物质的量之比；
（3）生成二氧化碳消耗消耗25mL盐酸，根据NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑计算二氧化碳体积；
（4）生成CO₂气体最大时，此时溶液中溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），进而计算氢氧化钠的浓度．

解答： 解：当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由图可知，生成CO₂气体至最大，消耗HCl为75mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将Na₂CO₃转化为NaHCO₃应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃，
（1）由上述分析可知OA段所发生反应的离子方程式：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，故答案为：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na₂CO₃的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，浓度之比是1：1，故答案为：NaOH、Na₂CO₃；1：1；
（3）生成二氧化碳消耗消耗25mL盐酸，根据NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，可知CO₂体积（标准状况下）为0.025L×0.1mol/L×22.4L/mol=0.056L=56mL，故答案为：56mL；
（4）生成CO₂气体最大时，此时溶液中溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度=

0.0075mol

0.01L

=0.75mol/L，故答案为：0.75mol/L．

点评：本题考查混合物计算，根据消耗盐酸的体积判断图象中各阶段发生的反应是解答的关键，侧重考查学生分析思维能力，难度大．