Question

3．取一定量的NaOH溶液通入CO₂后，再继续向该溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO₂的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 原溶液中NaOH的物质的量为0.75mol
• B． 通入CO₂后所得的溶液溶质成分为NaOH和Na₂CO₃
• C． 通入CO₂后所得的溶液中含有2.5mol NaHCO₃
• D． 原溶液通入CO₂标准状况下为112mL

Answer 1

分析 盐酸逐滴加入到碳酸钠溶液中的反应为：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，由图可知，0～25mL没有气体生成，从25mL开始加盐酸生成二氧化碳气体，共消耗盐酸75mL-20mL=50mL，0～25mL段消耗的盐酸体积小于生成气体是消耗的盐酸体积50mL，所以可以知道通入一定量CO₂反应后溶液中的溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，且根据消耗的盐酸的体积可以判断二者的物质的量相等．
A、消耗盐酸75mL时，溶液为恰好为氯化钠溶液，根据Na⁺、Cl^-离子守恒，可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），据此计算；
B、通入一定量CO₂反应后溶液中的溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃；
C、溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量相等，生成二氧化碳发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，共消耗盐酸75mL-20mL=50mL，n_总（NaHCO₃）=
n（HCl），根据碳元素守恒可知通入CO₂后所得的溶液中含有NaHCO₃为$\frac{1}{2}$n_总（NaHCO₃），据此计算；
D、由C得n（NaHCO₃）=n（Na₂CO₃）=2.5×10^-3mol，根据碳元素守恒，则n（CO₂）=n（NaHCO₃）+n（Na₂CO₃）=0.005mol，V（CO₂）=n（CO₂）Vm=0.005mol×22.4L/mol=112ml，据此分析．

解答 解：盐酸逐滴加入到碳酸钠溶液中的反应为：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，由图可知，0～25mL没有气体生成，从25mL开始加盐酸生成二氧化碳气体，共消耗盐酸75mL-20mL=50mL，0～25mL段消耗的盐酸体积小于生成气体是消耗的盐酸体积50mL，所以可以知道通入一定量CO₂反应后溶液中的溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，且根据消耗的盐酸的体积可以判断二者的物质的量相等．
A、消耗盐酸75mL时，溶液为恰好为氯化钠溶液，根据Na⁺、Cl^-离子守恒，可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故A错误；
B、由上述分析可知，通入一定量CO₂反应后溶液中的溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，故B错误；
C、溶液中Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量相等，生成二氧化碳发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，共消耗盐酸75mL-20mL=50mL，n_总（NaHCO₃）=n（HCl）=0.05L×0.1mol/L=0.005mol，所以通入CO₂后所得的溶液中含有NaHCO₃为0.005mol×$\frac{1}{2}$=2.5×10^-3mol，故C错误；
D、由C得n（NaHCO₃）=n（Na₂CO₃）=2.5×10^-3mol，根据碳元素守恒，则n（CO₂）=n（NaHCO₃）+n（Na₂CO₃）=0.005mol，V（CO₂）=n（CO₂）Vm=0.005mol×22.4L/mol=112ml，故D正确．
故选D．

点评 本题考查学生根据图象获取信息的能力、混合物的计算等，难度中等，根据图象判断溶质及各段发生的反应是解题的关键，注意原子守恒的方法来进行计算．