Question

14．将2.5g由Na₂CO₃、NaHCO₃和NaOH组成的固体混合物加入足量水溶解配成溶液．然后向此溶液中逐渐滴加1.0mol/L的盐酸．所加盐酸的体积与产生的CO₂的体积关系如图：

（1）该溶液中存在的溶质是Na₂CO₃、NaOH（填化学式）．
（2）0～25mL加入盐酸时发生反应的离子方程式为H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（3）当加入40mL盐酸时，产生CO₂的体积为336mL（标准状况）．
（4）固体加水溶解后的溶液中正盐的物质的量为0.02mol．

Answer 1

分析 （1）固体在溶液中发生反应为：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，固体组成可能为：①Na₂CO₃、NaOH（NaOH过量），②Na₂CO₃、NaHCO₃（NaOH少量），若为①Na₂CO₃、NaOH，0～25mL段消耗盐酸体积会大于25～45mL段，与图象一致；若为②Na₂CO₃、NaHCO₃，0～25mL段发生反应为：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，25～45mL段发生反应为：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，则0～25mL段消耗盐酸体积会应该小于25～45mL段，与图象不一致；
（2）溶质为碳酸钠和氢氧化钠，0～25mL段先发生酸碱中和，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠；
（3）结合图象可知，当加入40mL盐酸时，25～34mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，根据反应方程式及盐酸的物质的量计算出生成二氧化碳气体的体积；
（4）溶解后溶质为碳酸钠和氢氧化钠，其中正盐为碳酸钠，根据25～45mL段消耗盐酸的量和质量守恒可计算出碳酸钠的物质的量．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，发生反应为：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，固体组成可能为：①Na₂CO₃、NaOH（NaOH过量），②Na₂CO₃、NaHCO₃（NaOH少量），若为①Na₂CO₃、NaOH，0～25mL段消耗盐酸体积会大于25～45mL段，与图象一致；若为②Na₂CO₃、NaHCO₃，0～25mL段发生反应为：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，25～45mL段发生反应为：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，则0～25mL段消耗盐酸体积会应该小于25～45mL段，与图象不一致，所以制成的稀溶液中的溶质为：Na₂CO₃、NaOH，
故答案为：Na₂CO₃、NaOH；
（2）0～25mL段先发生酸碱中和，反应的离子反应方程式为：H⁺+OH^-═H₂O，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠，其离子反应方程式为：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（3）结合图象可知，当加入40mL盐酸时，25～34mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，
设生成二氧化碳的物质的量为n，生成气体时消耗的酸的物质的量为（40-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.015mol，则
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
        1    1
    0.015mol  n
则n=0.015mol，标况下二氧化碳的体积为：22.4L/mol×0.015mol=0.336L=336mL，
故答案为：336；
（4）固体溶于水后溶质为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，其中正盐为碳酸钠，根据25～45mL段发生的反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O可知，碳酸钠的物质的量为：（45-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.02mol，
故答案为：0.02．

点评 本题考查离子方程式的有关计算，题目难度中等，明确反应的先后顺序及图象中每段图象对应的化学反应是解答本题的关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．