Question

将标准状况下一定体积的CO₂缓缓通入体积为V升的NaOH溶液中，充分反应后，在减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，推断并写出各种可能组成的化学式（可以不填满，也可以增加序号）
①

 

，②

 

，③

 

，④

 

．
（2）按反应的先后顺序写出各步反应的离子方程式：

 

．
（3）若反应的CO₂和NaOH均无剩余，反应后向溶液中加入过量的澄清石灰水生成a克白色沉淀
①根据以上数据，能否推理计算出标况下通入的CO₂的体积？若能，用代数式表示的体积V（CO₂）=

 

若不能，理由是

 

．
②根据以上数据，能否推理计算出NaOH溶液的浓度？若能，用代数式表示的浓度C（NaOH）

 

若不能，理由是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：常规题型,计算题

分析：（1）分情况讨论，当氢氧化钠过量时碳酸碳酸钠且氢氧化钠剩余、当二氧化碳和氢氧化钠恰好反应生成碳酸钠、当二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和碳酸氢钠、当二氧化碳过量时生成碳酸氢钠；
（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳和碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠；
（3）①根据碳原子守恒计算二氧化碳体积；
②根据反应后溶液中的溶质判断．

解答： 解：（1）①n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，所以得到的固体为NaOH和Na₂CO₃；
②n（NaOH）：n（CO₂）=2时，得到的固体为Na₂CO₃；
③当1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2时，得到的固体为Na₂CO₃和NaHCO₃；
④当n（NaOH）：n（CO₂）＜1：1时，得到的固体是NaHCO₃，
故答案为：NaOH和Na₂CO₃；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃；NaHCO₃；
（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳和碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠，离子反应方程式分别为：2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-，故答案为：2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+H₂O+CO₂=2HCO₃^-；
（3）①根据碳原子守恒得n（CO₂）=n（CaCO₃）=

ag

100g/mol

，V（CO₂）=

a

100

mol×22.4L/mol=0.224aL，
故答案为：0.224aL；
②当后应后的生成物只有NaHCO₃时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=n（NaHCO₃），根据碳原子守恒得n（CaCO₃）=n（NaHCO₃）=

a

100

mol，C（NaOH）=

a 100 mol

VL

=

a

100V

mol/L；
当反应后的生成物只有Na₂CO₃时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=2n（Na₂CO₃），根据碳原子守恒得n（CaCO₃）=n（NaHCO₃）=

a

100

mol，C（NaOH）=

2a 100 mol

VL

=

a

50V

mol/L；
当反应后的生成物是Na₂CO₃和NaHCO₃时，消耗的NaOH在上述的二者之间，所以NaOH溶液的物质的量浓度不能确定，
故答案为：当后应后的生成物只有NaHCO₃时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=n（NaHCO₃），根据碳原子守恒得n（CaCO₃）=n（NaHCO₃）=

a

100

mol，C（NaOH）=

a 100 mol

VL

=

a

100V

mol/L；
当反应后的生成物只有Na₂CO₃时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=2n（Na₂CO₃），根据碳原子守恒得n（CaCO₃）=n（NaHCO₃）=

a

100

mol，C（NaOH）=

2a 100 mol

VL

=

a

50V

mol/L；
当反应后的生成物是Na₂CO₃和NaHCO₃时，消耗的NaOH在上述的二者之间，所以NaOH溶液的物质的量浓度不能确定．

点评：本题考查了物质的量的有关计算，以二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠、碳酸氢钠为分界点进行分析，再结合原子守恒解答，难度中等．