Question

16．将一定体积的CO₂通入VL NaOH溶液中，已知NaOH完全反应．在反应的溶液中加入足量石灰水，得到mg沉淀．
（1）能否用上述数据确定参加反应的CO₂的体积（标准状况）？能（“能”或“不能”），
（2）若在上述CO₂和NaOH反应后的溶液不加入石灰水而是加入足量CaCl₂溶液，结果得到了沉淀n g．设原NaOH溶液的物质的量浓度为c，则：①当n=m时，c=$\frac{2m}{100V}$mol/L；②当n=0时，c=$\frac{m}{100V}$mol/L；③当n＜m时，c=$\frac{m+n}{100V}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳与氢氧化钠反应时，无论生成碳酸钠，还是碳酸氢钠，或二者都有，再加入足量的石灰水都会生成碳酸钙，根据碳元素守恒可以计算二氧化碳体积；
（2）若反应后的溶液中，加入足量CaCl₂溶液，发生反应：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，NaHCO₃与CaCl₂不反应．
①当n=m时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物只有Na₂CO₃，由碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃），根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na₂CO₃）；
②当n=0时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物只有NaHCO₃，由碳原子守恒n（NaHCO₃）=n（CaCO₃），根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaHCO₃）；
③当n＜m时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物为Na₂CO₃、NaHCO₃，根据碳原子守恒计算Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量，再根据钠离子守恒计算n（NaOH），进而计算氢氧化钠溶液浓度．

解答 解：（1）二氧化碳与氢氧化钠反应时，无论生成碳酸钠，还是碳酸氢钠，或二者都有，再加入足量的石灰水都会生成碳酸钙，根据碳元素守恒可以计算二氧化碳物质的量，可以计算标况下二氧化碳的体积，
故答案为：能；
（2）若反应后的溶液中，加入足量CaCl₂溶液，发生反应：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，NaHCO₃与CaCl₂不反应．
①当n=m时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物只有Na₂CO₃，由碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃）$\frac{mg}{100g/mol}$=0.01m mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na₂CO₃）=0.02m mol，故NaOH溶液浓度为$\frac{0.02mmol}{VL}$=$\frac{2m}{100V}$mol/L；
②当n=0时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物只有NaHCO₃，由碳原子守恒n（NaHCO₃）=n（CaCO₃）=$\frac{mg}{100g/mol}$=0.01m mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaHCO₃）=0.01mol，故NaOH溶液浓度为$\frac{0.01mmol}{VL}$$\frac{m}{100V}$mol/L；
③当n＜m时，说明CO₂与NaOH溶液反应的产物为Na₂CO₃、NaHCO₃，与氯化钙反应反应时，根据碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃）=$\frac{ng}{100g/mol}$=0.01n mol，与氢氧化钙溶液反应时，根据碳原子守恒n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃）=n（CaCO₃）=0.01m mol，故n（NaHCO₃）=（0.01m-0.01n）mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=2×0.01n mol+（0.01m-0.01n）mol=（0.01m+0.01n）mol，故氢氧化钠溶液浓度为$\frac{（0.01m+0.01n）mol}{VL}$=$\frac{m+n}{100V}$mol/L，
故答案为：$\frac{2m}{100V}$mol/L；$\frac{m}{100V}$mol/L；$\frac{m+n}{100V}$mol/L．

点评 本题考查化学方程式计算、混合物计算，关键根据最终沉淀质量关系判断CO₂与NaOH溶液反应的产物．