Question

已知CO₂通入NaOH溶液中能发生CO₂通入澄清石灰水的同类型反应，现将一定量的CO₂气体通入500mL某NaOH溶液中，充分反应后，将溶液在低温下蒸发，得到不含结晶水的白色固体A．
（1）试分析推理，判断白色固体A的可能组成：

种类	1	2	3	4	5
组成化学式

（2）取三份质量不同的白色固体A样品分别与50mL相同浓度的稀盐酸反应，得到CO₂气体（密度d=

55

28

g/L）体积与白色固体A的质量关系如下表所示：

组别	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
盐酸的体积（ml）	50	50	50
A的质量（g）	3.80	6.20	7.20
气体的体积（ml）	896	1344	1344

①表中第

 

组数据表明加入的50mL盐酸反应后有剩余，理由

 

．
②推断A的成分及Ⅰ组固体A中各成分的质量（要求写出计算过程）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）根据CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃来分析；
（2）各组所用盐酸的物质的量相同，而第Ⅰ组生成的气体比其他两组都少，所以第Ⅰ组盐酸过量；
根据第Ⅰ组数据，利用讨论的方法，假设全部为Na₂CO₃，全部为NaHCO₃，计算其质量，根据质量判断组分，进而计算各组分的质量．

解答： 解：（1）①当CO₂与NaOH的物质的量比小于1：2时，由反应CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O可知反应生成碳酸钠，还有剩余的NaOH，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为NaOH和Na₂CO₃ ；
②当二氧化碳与NaOH的物质的量为1：2时，反应CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O恰好完全进行，则溶液中的溶质为Na₂CO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为Na₂CO₃ ；
③当二氧化碳与NaOH的物质的量比大于1：2，而小于1：1时，发生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+NaOH═NaHCO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为Na₂CO₃和NaHCO₃ ；
④当二氧化碳与NaOH的物质的量比≥1：1时，发生CO₂+NaOH═NaHCO₃，减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体为NaHCO₃；
故答案为：NaOH和Na₂CO₃ ；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃ ；NaHCO₃；
（2）①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组数据中盐酸的量相同，而第Ⅰ生成的气体比其他两组都少，所以第Ⅰ组盐酸过量，
故答案为：Ⅰ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组数据中盐酸的量相同，但Ⅰ组中产生的气体量最少；
②第Ⅰ组中，n（CO₂）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
如全部为Na₂CO₃，m（Na₂CO₃）=106g/mol×0.04mol=4.24g，
如全部为NaHCO₃，m（NaHCO₃）=84g/mol×0.04mol=3.36g，
由3.36＜3.8＜4.24，则应为Na₂CO₃与NaHCO₃的混合物，
答：固体A由Na₂CO₃与NaHCO₃组成，Ⅰ组固体A中Na₂CO₃的质量为2.12g，NaHCO₃的质量为1.68g．

点评：本题考查混合物的计算、化学方程式计算，题目难度中等，本题注意对表中数据的分析，考查学生的数据分析能力，做题中注意讨论法的应用．