Question

把CO₂通入含NaOH8g的溶液中，充分反应后，将产物在减压条件下蒸干：
（1）蒸干后的固体组成可能为：

 

；

 

；

 

；

 

；（写化学式）．
（2）若蒸干后的无水固体为13.7g，确定固体的组成和质量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）可能发生反应：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
当n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，发生反应①，NaOH由剩余，所以得到的固体为NaOH和Na₂CO₃；
当n（NaOH）：n（CO₂）=2时，发生反应①，NaOH与二氧化碳恰好反应，得到的固体为Na₂CO₃；
当1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2时，发生反应①②，氢氧化钠与二氧化碳没有剩余，得到的固体为Na₂CO₃和NaHCO₃；
当n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1时，得到的固体是NaHCO₃；
（2）假设只发生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，计算碳酸钠质量，假设只发生NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，计算碳酸氢钠的质量，结合实际固体质量判断组成，再结合方程式计算．

解答： 解：（1）可能发生反应：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
当n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，发生反应①，NaOH由剩余，所以得到的固体为NaOH和Na₂CO₃；
当n（NaOH）：n（CO₂）=2时，发生反应①，NaOH与二氧化碳恰好反应，得到的固体为Na₂CO₃；
当1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2时，发生反应①②，氢氧化钠与二氧化碳没有剩余，得到的固体为Na₂CO₃和NaHCO₃；
当n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1时，得到的固体是NaHCO₃；
故答案为：NaOH和Na₂CO₃；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃；NaHCO₃；
（2）设8g氢氧化钠全部生成碳酸钠，质量为x，则有
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80        106
8g       x
x=

8g×106

80

=10.6g，
设8g氢氧化钠全部生成碳酸氢钠，质量为y，则有
NaOH+CO₂=NaHCO₃
40        84
8g        y
y=

8g×84

40

1.68g，
而蒸干后的无水固体为13.7g，10.6g＜13.7g＜16.8g，故产物为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，
设混合物中含有m molNa₂CO₃，n molNaHCO₃，
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
 2m   m    m
NaOH+CO₂=NaHCO₃
n    n    n
则有：2m+n=

8

40

，106m+84n=13.7，
解之得：m=0.05，n=0.1，
故碳酸钠质量=0.05mol×106g/mol=5.3g
碳酸氢钠的质量=13.7g-5.3g=8.4g，
答：蒸干后的无水固体中碳酸钠为5.3g、碳酸氢钠为8.4g．

点评：本题考查化学方程式的计算，（2）中利用极限法根据反应物的量判断生成物的组成为解答该题的关键，题目难度中等．