Question

2．有50mLNaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的CO₂，随后向溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的盐酸，产生的CO₂气体体积（标准状况下）与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示：试分析向NaOH溶液中通入CO₂气体后，所得溶液中的溶质是什么？其物质的量之比是多少？产生的CO₂气体体积（标准状况）是多少？

Answer 1

分析 当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由图可知，生成CO₂气体至最大，消耗HCl为75mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将Na₂CO₃转化为NaHCO₃应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃，中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，根据反应消耗盐酸的体积计算NaOH、Na₂CO₃的物质的量之比；生成二氧化碳消耗消耗25mL盐酸，根据NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑计算二氧化碳体积．

解答 解：当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由图可知，生成CO₂气体至最大，消耗HCl为75mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na₂CO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将Na₂CO₃转化为NaHCO₃应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃，
中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na₂CO₃的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，浓度之比是1：1，生成二氧化碳消耗消耗25mL盐酸，根据NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，可知CO₂体积（标准状况下）为0.025L×0.1mol/L×22.4L/mol=0.056L=56mL=0.056L，
答：向NaOH溶液中通入CO₂气体后，所得溶液中的溶质是NaOH、Na₂CO₃；其物质的量之比1：1；气体体积为0.056L．

点评 本题考查混合物计算，根据消耗盐酸的体积判断图象中各阶段发生的反应是解答的关键，侧重考查学生分析思维能力，题目难度中等．