Question

取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO₂，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：
（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为______．
（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分是______，其物质的量之比为______．
（3）曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液加盐酸后产生CO₂气体体积（标准状况）的最大值为______mL．

Answer 1

【答案】分析：（1）加入75ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯离子、钠离子守恒，计算出氢氧化钠的物质的量，再根据物质的量浓度的定义计算；
（2）由曲线A可知从60ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应，计算碳酸氢钠的物质的量，再结合氢氧化钠的物质的量判断二氧化碳与氢氧化钠发生的反应，据此计算；
（3）由曲线B可知从25ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，据此计算．
解答：解：（1）加入75ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液．根据氯离子、钠离子守恒，
所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol，
所以c（NaOH）==0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L；
（2）CO₂与NaOH反应为①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂0，
当n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反应按①进行，等于1时，CO₂、NaOH恰好反应生成NaHCO₃；大于1时，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
当＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反应按①②进行，CO₂、NaOH反应，无剩余，生成物为NaHCO₃、Na₂CO₃；
当n（CO₂）：n（NaOH）≤，反应按②进行，等于，时，CO₂、NaOH恰好反应生成Na₂CO₃；小于时，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
由曲线A可知从60ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应，反应方程式为NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（NaHCO₃）=n（HCl）=（0.075-0.06）L×0.1mol/L=1.5×10^-3mol，
根据C原子守恒，所以n（CO₂）=n（NaHCO₃）=1.5×10^-3mol，
由（1）可知，n（NaOH）=0.0075mol，
所以n（CO₂）：n（NaOH）=1.5×10^-3mol：0.0075mol=1：5，小于1：2，所以反应按②进行，NaOH有剩余，溶液中溶质为Na₂CO₃和NaOH．
根据C原子守恒，所以n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=1.5×10^-3mol，
再根据钠离子守恒，得溶液中氢氧化钠的物质的量为0.0075mol-1.5×10^-3mol×2=0.0045mol，
所以溶液中NaOH与Na₂CO₃的物质的量之比为0.0045mol：1.5×10^-3mol=3：1．
故答案为：NaOH、Na₂CO₃；3：1； 
（3）由曲线B可知从25ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，反应方程式为NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
所以n（CO₂）=n（HCl）=（0.075ml-0.025ml）×0.1mol/L=0.005mol，
所以CO₂气体体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案为：112．
点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，关键根据图中盐酸的体积计算出NaOH、CO₂的物质的量，判断CO₂与NaOH反应过程．