Question

15．向300mlKOH溶液中缓慢通入2.24L（标准状况下）CO₂气体，CO₂完全反应后，再小心减压蒸干溶液，得到11.9g白色固体．则下列说法中正确的是（　　）

• A． 二氧化碳通入溶液后，先生成KHCO₃
• B． 此白色固体可能为KOH 和K₂CO₃
• C． 原KOH溶液中物质的量浓度一定是0.500mol/L
• D． 此白色固体可能有两种组成情况，这两种混合物都有含有K₂CO₃

Answer 1

分析 2.24L（标况下）CO₂气体的物质的量为0.1mol，二氧化碳完全反应，若只发生：CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O，则生成0.1mol的K₂CO₃，其质量=0.1mol×138g/mol=13.8g；
若只发生：CO₂+KOH=KHCO₃，则生成0.1mol的KHCO₃，其质量=0.1mol×100g/mol=10g，由于13.8g＞11.9g＞10.0g，所以得到的白色固体是K₂CO₃和KHCO₃的混合物，
设白色固体中K₂CO₃ x mol，KHCO₃ y mol，根据C元素守恒及二者质量列方程计算，再根据钾离子守恒计算KOH物质的量，根据c=$\frac{n}{V}$计算KOH溶液物质的量浓度．

解答 解：2.24L（标况下）CO₂气体的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
若只发生：CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O，则生成0.1mol的K₂CO₃，其质量=0.1mol×138g/mol=13.8g，
若只发生：CO₂+KOH=KHCO₃，则生成0.1mol的KHCO₃，其质量=0.1mol×100g/mol=10g，
由于13.8g＞11.9g＞10.0g，所以得到的白色固体是K₂CO₃和KHCO₃的混合物；
设白色固体中K₂CO₃ x mol，KHCO₃ y mol，
根据碳原子守恒，有：x mol+y mol=0.1 mol，
由二者质量可知：138g•mol^-1×x mol+100 g•mol^-1×y mol=11.9g
联立方程，解得x=0.05mol y=0.05mol
故白色固体中含有K₂CO₃ 的质量=138g•mol^-1×0.05 mol=6.9g，
原溶液中KOH物质的量为 2xmol+ymol=2×0.05mol+0.05mol=0.15mol，所用KOH溶液物质的量浓度为$\frac{0.15mol}{0.3L}$=0.500 mol•L^-1，
A、二氧化碳通入溶液后，首先生成K₂CO₃，故A错误；
B、由于13.8g＞11.9g＞10.0g，所以得到的白色固体是K₂CO₃和KHCO₃的混合物，故B错误；
C、由上分析可知，原KOH溶液中物质的量浓度一定是0.500mol/L，故C正确；
D、所以得到的白色固体是K₂CO₃和KHCO₃的混合物，故D错误；
故选C．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，利用极限法判断产物的组成是解题关键．