Question

实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液，其中一瓶是盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为确定甲、乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度，现操作如下：

①量取25.00 mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15.00 mL，共收集到二氧化碳气体224 mL。

②另取15.00 mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00 mL，共收集到二氧化碳气体112 mL。

上述气体体积均已换算为标准状况，则根据上述操述及实验数据填空：

（1）写出上述过程中所涉及反应的离子方程式：①_______________；②______________；③______________。

（2）甲是______________，甲溶液的物质的量浓度为______________，乙溶液的物质的量浓度为______________。（二氧化碳在溶液中的少量溶解忽略不计）

（3）将n mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合，产生的气体体积为V mL（标准状况），则V的取值范围为____________________。

Answer 1

（1）+2H⁺====CO₂↑+H₂O，+H⁺====,+H⁺====CO₂↑+H₂O

（要注意反应方程式的书写顺序，不要漏掉+2H⁺====CO₂↑+H₂O）

（2）盐酸（或HCl）  0.8 mol·L^-1  1.0 mol·L^-1

（3）0≤V≤8.96n或[0，8.96n]。

解析：向HCl中逐滴滴入Na₂CO₃溶液时，反应始终在盐酸“相对充足”的条件下进行，与Na₂CO₃反应生成的CO₂最多，生成CO₂的多少由HCl的量决定。自始至终反应的离子方程式都是2H⁺+====CO₂↑+H₂O。据此可知甲是HCl，n（HCl）=2n（CO₂）=2×=0.02 mol，c（HCl）==0.8 mol·L^-1。向Na₂CO₃中逐滴滴入HCl时，首先发生反应（不足）+H⁺====……a，后发生反应+H⁺（不足）====CO₂↑+H₂……b。反应b中消耗的H⁺为=0.005 mol,则反应a中消耗的H⁺为0.02 mol-0.005 mol=0.015 mol,的物质的量与反应a中消耗的H⁺物质的量相等，c（Na₂CO₃）==1.0 mol·L^-1。n(HCl)=n·10^-3 L×0.8 mol·L^-1=0.000 8n mol，n(Na₂CO₃）=n×10^-3 L×1.0 mol·L^-1=0.001n。当向Na₂CO₃溶液中逐滴滴加盐酸时产生的CO₂最少，Na₂CO₃+HCl====NaHCO₃，V_小=0。当向盐酸中逐滴滴入Na₂CO₃溶液时产生的CO₂最多，2HCl+Na₂CO₃====2NaCl+CO₂↑+H₂O，最多为n(HCl)×22.4×10³ mL·mol^-1====×0.000 8n×22.4×10³ mL=8.96n mL。综上分析，0≤v≤8.96n。