Question

3．向100mL某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂，使其充分反应．在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1mol•L^-1的盐酸，所得气体（不考虑溶解）的体积与滴加盐酸的体积关系如图（其中点A是线段OC上的动点）：
（1）若OA=AC时，向NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液的溶质成分是Na₂CO₃，AB段发生反应的离子方程式是HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑
（2）若OA＞AC时，OA段发生反应的离子方程式是OH^-+H⁺=H₂O，CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（3）若A点数值为40，C点数值为100，计算确定通入CO₂后得到的溶液溶质成分及其物质的量浓度（溶液体积的变化忽略不计）碳酸钠和碳酸氢钠，其物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.2mol/L．

Answer 1

分析 NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂，充分反应，所得溶液，可以是碳酸钠，还可以是碳酸氢钠，还可以是碳酸钠和氢氧化钠的混合物，或是碳酸氢钠和碳酸钠的混合物，加入盐酸时开始不生成气体，则产物的组成是氢氧化钠和碳酸钠的混合物，或者是碳酸钠，若是混合物，盐酸先是和氢氧化钠之间反应，然后和碳酸钠之间反应，反应的量之间的关系可以由反应得到：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，以此解答．

解答 解：（1）NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂，充分反应，所得溶液，可以是碳酸钠，还可以是碳酸氢钠，还可以是碳酸钠和氢氧化钠的混合物，或是碳酸氢钠和碳酸钠的混合物，加入盐酸时开始不生成气体，若OA=AC时，通入CO₂后，所得溶液的溶质成分是Na₂CO₃，OA段的反应：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，AC段的反应：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，故答案为：Na₂CO₃；
（2）若OA＞AC时，则反应的情况如下：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，溶液的组成是氢氧化钠和碳酸钠的化合物，OA段反应的离子方程式为：OH^-+H⁺=H₂O，CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，故答案为：OH^-+H⁺=H₂O，CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（3）若A点数值为40，C点数值为100，OA＜AC，所以是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，在OA段消耗盐酸的物质的量为：1.0mol/L×0.04L=0.04mol，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，所以碳酸钠的物质的量是0.04mol，碳酸钠的浓度是：$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，在AC段消耗盐酸的物质的量是1.0mol/L×（0.1-0.04）=0.06mol，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，前边的反应生成的碳酸氢钠是0.04mol，所以原来的混合液中含有的碳酸氢钠是0.06mol-0.04mol=0.02mol，所以碳酸氢钠的浓度$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
故答案为：碳酸钠和碳酸氢钠，其物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.2mol/L．

点评 本题考查学生氢氧化钠和二氧化碳之间的反应知识，注意反应产物和二氧化碳的量之间的关系是关键，学会分析和利用图象是重点．