Question

20．向100mL 3mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂，充分反应，测得最后溶液的PH＞7．
（1）此时溶液的溶质若是单一成分，可能是Na₂CO₃或NaHCO₃；如果是多种成分，可能是NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaHCO₃．
（2）在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1mol/L的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积（不考虑溶解于水）关系如图所示．
①加入盐酸200mL之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子方程式OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
②产生的CO₂在标准状况下的体积为2240mL；
③B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是0.75mol/L．

Answer 1

分析 （1）CO₂与NaOH反应可生成Na₂CO₃或NaHCO₃，二者溶液都呈碱性；如果是多种成分，可能是二者混合物，也可能NaOH有剩余；
（2）①加入盐酸200mL时开始生成气体，当加入盐酸300mL时不再产生气体，A→C段发生
NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O→A段消耗的盐酸为A→B消耗的盐酸的二倍，应为NaOH和Na₂CO₃的混合物，都可与盐酸反应，据此写出反应的离子方程式；AB段碳酸氢根离子与氯化氢反应生成二氧化碳气体；
②根据AB段消耗氯化氢溶液的体积及氯化氢的浓度计算出生成二氧化碳的物质的量及标况下的体积；
③AB段发生反应为NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，根据氢氧化钠的物质的量计算出溶质氯化钠的浓度．

解答 解：（1）CO₂与NaOH反应可生成Na₂CO₃或NaHCO₃，二者溶液都呈碱性，则如果是单一成分，可能是
Na₂CO₃或NaHCO₃，如果是多种成分，若1＜$\frac{n（NaOH）}{n（CO2）}$＜2，溶质是NaHCO₃、Na₂CO₃．若$\frac{（NaOH）}{n（CO2）}$＞2，溶质是Na₂CO₃、NaOH，
故答案为：Na₂CO₃或NaHCO₃；NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃和NaHCO₃；
（2）①加入盐酸200mL时开始生成气体，当加入盐酸300mL时不再产生气体，A→C段发生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的盐酸为A→B的二倍，反应产物应为NaOH和Na₂CO₃的混合物，二者都可与盐酸反应，反应的离子方程式分别为：OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
故答案为：OH^-+H⁺═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
②根据反应方程式CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O可知，碳酸钠消耗盐酸的体积为100mL，则氢氧化钠消耗的盐酸体积也是100mL，即Na₂CO₃与NaOH的物质的量相等，根据钠离子守恒，则碳酸钠的物质的量为：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，根据碳原子守恒，反应生成二氧化碳的物质的量为0.1mol，标况下0.1mol二氧化碳的体积为：22.4L/mol×0.1mol=2.24L=2240mL，
故答案为：2240；
③B点时溶质为氯化钠，根据氢氧化钠的物质的量可知NaCl的物质的量为：0.1L×3mol/L=0.3mol，
则NaCl的物质的量浓度是：$\frac{0.3mol}{0.3+0.1L}$=0.75mol/L，
故答案为：0.75．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，注意从图象分析反应可能的情况进行判断和计算，本题关键是根据图象判断溶液溶质的成分，注意在计算过程中守恒思想的应用．