Question

标准状况下，向100 mL NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂气体，充分反应后得溶液M，在溶液M中逐滴缓慢滴加1mol/L盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如题所示．
已知：图中B点位置固定，且V（B）=300，而点A、C可在各自的轴上移动，试回答下列问题：
（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为

 

mol/L，B点时，最终所得溶液中的溶质的物质的量浓度是

 

mol/L．
（2）V（A）的取值不同时，溶液M中的溶质的成分也不同，请填写下表：

V（A）的取值	V（A）=0	0＜V（A）＜150	V（A）=150	150＜V（A）＜300
溶质的成分 （填写化学式）	①	②	③	④

当V（A）=200时，C点数值为

 

．
（3）取V（A）=100时对应的溶液M 30mL 与等体积的1mol/L的盐酸按各种可能的方式混合，产生的气体体积为VmL，则V的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）发生2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O、NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃、NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，则n（HCl）=n（NaCl），并根据反应的化学方程式求出B点时生成的氯化钠的物质的量，然后求出其溶液中物质的量浓度即可；
（2）根据碳酸钠及氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式结合题中所给的信息解答；
（3）V（A）=100时对应的溶液M含Na₂CO₃和NaHCO₃，利用极限法结合反应分析气体的体积．

解答： 解：（1）300mL=0.3L，100mL=0.1L，
由2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃
NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O
由此可以的关系式为：NaOH-HCl-NaCl
反应过程中消耗盐酸的物质的量为1mol/L×0.3L=0.3mol，
由原子守恒可知，n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.3mol，
则原NaOH溶液的物质的量浓度为

0.3mol

0.1L

=3mol/L，B点时，最终所得溶液中的溶质的物质的量浓度是

0.3mol

0.1L+0.3L

=0.75mol/L，
故答案为：3；0.75；
（2）由反应的化学方程式可知，与碳酸氢钠反应的稀盐酸的物质的量为1：1，而B点时消耗盐酸的体积为300mL，所以V（A）=150mL时对应溶质为Na₂CO₃，根据钠离子守恒可知各自的物质的量均为0.1mol，如果V（A）=0，即滴入稀盐酸即产生二氧化碳，所以可以判断M溶液中的溶质为碳酸氢钠；
当0＜V（A）＜150，溶液中溶质为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；
若A点稀盐酸的体积大于了150mL，则可以判断在溶液中还含有氢氧化钠，即150＜V（A）＜300时，M溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠；
若果V（A）=200mL，则与碳酸氢钠反应的稀盐酸的体积为100mL，即盐酸的物质的量为：1mol/L×0.1L=0.1mol，由NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O可知，生成气体为0.1mol，其体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案为：

V（A）的取值	V（A）=0	0＜V（A）＜150	V（A）=150	150＜V（A）＜300
溶质的成分 （填写化学式）	NaHCO3	Na2CO3和NaHCO3	Na2CO3	NaOH和Na2CO3

；2.24L；
（3）V（A）=100时对应的溶液M含Na₂CO₃和NaHCO₃，
由NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O可知，全为碳酸氢钠，生成气体为0.03mol×22.4L/mol=0.672L=672mL；
由Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O可知，全为碳酸钠时，生成气体为0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL，
所以V的取值范围是336＜V＜672，故答案为：336＜V＜672．

点评：本题考查化学反应的计算，题目难度较大，把握图象分析与各阶段发生的化学反应的对应关系为解答的关键，侧重分析能力和计算能力的考查，（3）中注意极限法应用分析取值范围．