Question

取等物质的量浓度的NaOH溶液A、B、C三等份各100mL，分别向三份溶液中通入不等量的CO₂气体，充分反应后，再向三份所得的溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂气体体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）原NaOH溶液的浓度为

 

mol/L；
（2）曲线B表明，原NaOH溶液中通入的CO₂的体积为

 

 mL；
（3）曲线C表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：图示题,计算题

分析：（1）由图可知，加入100mLHCl时，产生二氧化碳的体积最大，说明此时溶液中溶质为NaCl，根据氯离子、钠离子守恒计算原溶液中氢氧化钠的物质的量，再根据c=

n

v

计算；
（2）曲线B中，从50mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根据碳原子守恒可知该反应生成的二氧化碳体积等于通入的二氧化碳的体积，根据消耗的盐酸计算生成二氧化碳的体积；
（3）曲线C中，从75mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，该阶段消耗盐酸为25mL，若NaHCO₃完全由反应Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl转化得到，根据方程式可知，需要消耗盐酸25mL，而产生二氧化碳时消耗盐酸为75mL，大于25mL，说明0mL～75mL阶段盐酸还与氢氧化钠反应，即原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分NaOH、Na₂CO₃，根据碳原子守恒计算n（Na₂CO₃），根据钠离子守恒n（NaOH）．

解答： 解：（1）由图可知，加入100mLHCl时，产生二氧化碳的体积最大，说明此时溶液中溶质为NaCl，根据氯离子、钠离子守恒可得n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，故原溶液中氢氧化钠的物质的量浓度=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，故答案为：0.2mol/L；
（2）曲线B中，从50mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，生成二氧化碳最大时，该阶段消耗盐酸为100mL-50mL=50mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，V（CO₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，根据碳原子守恒可知该反应生成的二氧化碳体积等于通入的二氧化碳的体积，即通入的二氧化碳为224mL，故答案为：224mL；
（3）曲线C中，从75mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，该阶段消耗盐酸为25mL，若NaHCO₃完全由反应Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl转化得到，根据方程式可知，需要消耗盐酸25mL，而产生二氧化碳时消耗盐酸为75mL，大于25mL，说明0mL～75mL阶段盐酸还与氢氧化钠反应，即原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分NaOH、Na₂CO₃，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.025L×0.2mol/L=0.005mol，根据原子守恒可知n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.005mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=0.02mol-2×0.005mol=0.01mol，故原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.01mol：0.005mol=2：1，
故答案为：n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=2：1．

点评：本题考查混合物的有关计算、化学反应图象等，难度中等，根据图中盐酸的体积判断产生二氧化碳前CO₂与NaOH反应过程是解题关键，注意守恒思想与方程式的运用．