Question

12．往含0.2mol NaOH和0.1mol Ca（OH）₂的混合溶液中持续稳定地通入CO₂气体0.5mol．请以CO₂的量为横坐标，以溶液中离子的总量为横坐标，画出离子总量随CO₂加入量变化的折线图．（不计弱电解质的电离和盐的水解）

Answer 1

分析 n（CO₂）=0.5mol，通入含有0.2mol氢氧化钠和0.1mol氢氧化钙的溶液中，通入含有0.2molNaOH和0.1molCa（OH）₂的溶液中，相当于首先发生：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，然后发生2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，再发生CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、继续通入反应CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，再继续通入二氧化碳溶液中离子物质的量不变，过程中发生的反应为：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，OH^-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，以此解答该题．

解答 解：n（CO₂）=0.5mol，
含有0.2mol氢氧化钠和0.1mol氢氧化钙的溶液中：n（OH^-）=0.2mol+0.1mol×2=0.4mol，n（Na⁺）=0.2mol，n（Ca²⁺）=0.1mol，
通入CO₂，发生反应的离子方程式：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，OH^-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，
通入含有0.2molNaOH和0.1molCa（OH）₂的溶液中，相当于首先发生：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓，该阶段0.1molCa（OH）₂完全反应消耗0.1molCO₂，离子物质的量减少0.3mol，溶液中离子物质的量为0.7mol-0.3mol=0.4mol，其中含有0.2molOH^-、生成0.1molCaCO₃；
然后发生2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，0.2molOH^-完全反应消耗0.1molCO₂，该阶段离子物质的量减少0.1mol，溶液中剩余离子物质的量为0.4mol-0.1mol=0.3mol，溶液中含有0.2molNa⁺、0.1molCO₃^2-；
再发生CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、消耗0.1molCO₂，溶液中离子物质的量增大0.1mol，为0.2molHCO₃^-，0.2molNa⁺、共0.4mol离子，继续通入反应CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，消耗0.1molCO₂，溶液中离子物质的量增大0.1moCa²⁺和0.2molHCO₃^-，溶液中离子为0.7mol，再继续通入二氧化碳溶液中离子物质的量不变，
依据上述分析得到描点坐标为：（0，0.7）（0.1，0.4）（0.2，0.3）（0.3，0.4）（0.4，0.7）（0.5，0.7），描点画出变化的曲线图象为：

答：离子总量随CO₂加入量变化的折线图为：．

点评 本题考查离子方程式的计算，题目难度中等，注意根据溶液中发生的反应结合各离子的物质的量计算分析，注意图象中各阶段离子的浓度变化．