题目内容

有100mL NaOH溶液,现向其中逐渐通入一定量的CO2,随后向此溶液中逐滴加入4mol/L的盐酸溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入盐酸溶液的体积之间的关系如图所示,试求:
(1)NaOH在吸收CO2气体后,所得溶液中存在的溶质是
 
,其物质的量是
 
;
(2)在加入盐酸情况下产生的CO2气体体积为(标准状况)
 
;
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度是
 
;若以Na2O2固体溶于水配得100mL该溶液需Na2O2
 
g.
考点:化学方程式的有关计算
专题:计算题
分析:(1)假设二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na2CO3,开始发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,而后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,前后两阶段消耗盐酸的体积相等,而实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为25mL、50mL,前阶段消耗盐酸体积小于后阶段,故溶质是溶Na2CO3和NaHCO3,再根据方程式进行计算;
(2)生成二氧化碳消耗消耗50mL盐酸,根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑计算生成二氧化碳的体积;
(3)生成CO2气体最大时,此时溶液中溶质为NaCl,根据钠离子、氯离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl),进而计算氢氧化钠的浓度;根据钠离子守恒计算n(Na2O2),再根据m=nM计算m(Na2O2).
解答: 解:(1)假设二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na2CO3,开始发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,而后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,前后两阶段消耗盐酸的体积相等,而实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为25mL、50mL,前阶段消耗盐酸体积小于后阶段,故溶质是溶Na2CO3和NaHCO3,
由反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,可知n(Na2CO3)=n(HCl)=0.025L×4mol/L=0.1mol,生成的碳酸氢钠为0.1mol,
由反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知总的碳酸氢钠为0.05L×4mol/L=0.2mol,故原溶液中碳酸氢钠为0.2mol-0.1mol=0.1mol,
故答案为:Na2CO3和NaHCO3;n(Na2CO3)=0.1mol、n(NaHCO3)=0.1mol;
(2)生成二氧化碳消耗消耗50mL盐酸,根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知n(CO2)=n(HCl)=0.05L×4mol/L=0.2mol,标况下体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48L;
(3)生成CO2气体最大时,此时溶液中溶质为NaCl,根据钠离子、氯离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.075L×4mol/L=0.3mol,故原氢氧化钠溶液的浓度=
0.3mol
0.1L
=3mol/L,
若以Na2O2固体溶于水配得100mL该溶液,根据钠离子守恒n(Na2O2)=
0.3mol
2
=0.15mol,则m(Na2O2)=0.15mol×78g/mol=11.7g,
故答案为:3mol/L;11.7.
点评:本题考查混合物的有关计算,根据前后两阶段消耗盐酸体积判断CO2与NaOH反应产物是关键,侧重考查学生分析计算能力,难度中等.
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