Question

向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体．请回答下列问题：（直接填空，不写过程）
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试写出所有可能的组成，填入下表，可以不填满．

可能情况	①	②	③	④	⑤
组成物质

（2）若通入CO₂气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g 的白色固体．请通过计算确定此白色固体组成的物质是

 

；所用的KOH溶液的物质的量浓度为

 

mol/L．

Answer 1

分析：（1）由于CO₂和KOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据CO₂和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论；
（2）利用极限法判断当固体质量为11.9g时固体的成分，根据反应的化学方程式计算相关物理量．

解答：解：（1）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O  ②CO₂+KOH=KHCO₃
可知

n(CO2)

n(KOH)

=

1

2

时产物为K₂CO₃，

n(CO2)

n(KOH)

=1时产物为KHCO₃，
所以

n(CO2)

n(KOH)

＜

1

2

时，KOH 过量则产物为K₂CO₃+KOH；

1

2

＜

n(CO2)

n(KOH)

＜1时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为K₂CO₃+KHCO₃；

n(CO2)

n(KOH)

＞1时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO₃．
故答案为：

可能情况	①	②	③	④	⑤
组成物质	K2CO3、KOH	K2CO3	KHCO3、K2CO3	KHCO3

（2）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O      
22.4L（标态）      138g       
2.24L（标态）       13.8g  
②CO₂+KOH=KHCO₃
22.4L（标态）  100g
2.24L（标态）  10.0g
∵13.8g＞11.9g＞10.0g
∴得到的白色固体是 K₂CO₃和KHCO₃的混合物．
设白色固体中 K₂CO₃ x mol，KHCO₃ y mol，即
①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O  
 xmol  2xmol  xmol                     
②CO₂+KOH=KHCO₃
 ymol ymol ymol
 x mol+y mol=

2.24L

22.4L/mol

=0.100 mol  （CO₂）
138g?mol^-1×x mol 100 g?mol^-1×y mol=11.9g  （白色固体）
解此方程组，得
x=0.0500mol   （K₂CO₃）
y=0.0500mol   （KHCO₃）
∴白色固体中，K₂CO₃ 质量为 138g?mol^-1 ×0.0500mol=6.90g
KHCO₃质量为 100 g?mol^-1×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物质的量为2x mol+y mol=2×0.0500mol+0.0500mol=0.150mol
∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为

0.150mol

0.300L

=0.500 mol/L
故答案为：K₂CO₃和KHCO₃的混合物；0.500 mol/L．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度角度，根据反应的化学方程式判断可能的反应产物，从质量守恒的角度结合反应的方程式计算．