Question

12．将一定体积的CO₂通入到一定浓度的NaOH溶液中，为了测定其溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1mol•L^-1盐酸．所加入盐酸的体积与产生CO₂气体体积（标准状况）的关系如图所示．

（1）写出OA段所发生反应的离子方程式：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（2）当加入35mL盐酸时，所产生的CO₂的体积是224mL（标准状况）．
（3）溶液中所含的物质有氢氧化钠和碳酸钠，其物质的量之比为1：4．

Answer 1

分析 （1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，则制成的稀溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，则OA段先发生酸碱中和，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠．
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体；
（3）溶液中所含的物质有碳酸钠和氢氧化钠，由图可知氢氧化钠消耗盐酸的体积为5ml，而碳酸钠生成碳酸氢钠消耗盐酸为：20ml，碳酸钠和氢氧化钠与盐酸都是1：1反应，所以其物质的量之比等于消耗盐酸的体积之比．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，则制成的稀溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，则OA段0～5mL先发生酸碱中和，其离子反应方程式为H⁺+OH^-═H₂O，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠，其离子反应方程式为CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，设生成二氧化碳的物质的量为n，生成气体时消耗的酸的物质的量为（35-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.01mol，则
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
              1       1
           0.01mol    n
，所以n=0.01mol，标准状况下其体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故答案为：224；
（3）溶液中所含的物质有碳酸钠和氢氧化钠，由图可知氢氧化钠消耗盐酸的体积为5ml，而碳酸钠生成碳酸氢钠消耗盐酸为：20ml，碳酸钠和氢氧化钠与盐酸都是1：1反应，所以其物质的量之比等于消耗盐酸的体积之比，则物质的量之比为5：20=1：4，故答案为：氢氧化钠和碳酸钠；1：4．

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．