Question

向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图所示。

       (1)写出OA段所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

       (2)NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为________________________________________________________________________，

       其物质的量浓度之比为________。

       (3)产生的CO2体积(标准状况下)为________________________________________________________________________。

       (4)原NaOH溶液的物质的量浓度为________。

      

Answer 1

解析　将CO2通入NaOH溶液中，可能发生两个反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，所以反应后的溶液中溶质有四种可能：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3。

       (1)在Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，反应的过程是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

       只有当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，滴入盐酸才会产生CO2。从图像中可以看出，与NaHCO3反应的HCl为n(HCl)＝0.1 mol·L－1×(75－50)×10－3L＝0.002 5 mol，所以溶液中的Na2CO3也为0.002 5 mol，将Na2CO3转化为NaHCO3需消耗盐酸25 mL，所以开始加入的25 mL盐酸应是用来中和NaOH的。

       (2)所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3。

       n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝0.1 mol·L－1×(75－50)×10－3L＝0.002 5 mol

       n(NaOH)＝0.1 mol·L－1×25×10－3L＝0.002 5 mol

       (3)n(CO2)＝n(Na2CO3)＝0.002 5 mol

       V(CO2)＝22.4 L· mol－1×0.002 5 mol＝0.056 L

       (4)取出的10 mL溶液中含Na＋的物质的量为n(Na＋)＝n(NaOH)＋2n(Na2CO3)＝0.002 5 mol＋2×0.002 5 mol＝0.007 5 mol

       原NaOH溶液(50 mL)的物质的量浓度为c(NaOH)＝＝0.75 mol·L－1。

       答案　(1)H＋＋OH－===H2O；CO＋H＋===HCO

       (2)NaOH和Na2CO3　1∶1　(3)0.056 L

       (4)0.75 mol·L－1