Question

10mL含有a mol HCl的稀盐酸和10mL含有b molNa₂CO₃的稀溶液，按下图方式分别缓慢向对方溶液中滴加，并不断摇动试管，试分析下表并完成各题：（题中气体体积均在标准状况下测定，且不考虑气体在水中的溶解）

（1）表中对应过程的离子反应方程式：①

CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-

；③

CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O

．
（2）上述所测六种情况下气体体积V₁、V₁'、V₂、V₂'、V₃、V₃'中为0的有

V₁

．
（3）V₃与V₃'的大小关系为V₃

=

V₃'（用“＜”、“＞”或“=”填空）
（4）若a=0.01，b=0.008，则V₂=

44.8

mL、V₂'=

112

mL．

Answer 1

分析：将盐酸滴加到Na₂CO₃的混合溶液中，开始盐酸不足，发生Na₂CO₃与稀盐酸发生分步反应，先发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃后，再发生NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，将Na₂CO₃溶液滴加到盐酸中，开始盐酸足量，发生反应Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，
（1）根据发生的反应书写离子方程式；
（2）将Na₂CO₃溶液滴加到盐酸中，开始盐酸足量，发生反应Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，一定会生成二氧化碳；但将盐酸滴加到Na₂CO₃的混合溶液中，开始盐酸不足，

a

b

＜1时发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，1＜

a

b

＜2时，发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，且碳酸氢钠剩余，

a

b

＞2时，碳酸钠完全反应生成二氧化碳，且盐酸剩余；
（3）

a

b

＞2时，盐酸足量，碳酸钠完全反应；
（4）根据方程式计算生成二氧化碳的体积．

解答：解：（1）将盐酸滴加到Na₂CO₃的混合溶液中，开始盐酸不足，①中0＜

a

b

＜1，发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且碳酸钠有剩余，故反应离子方程式为CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，Na₂CO₃溶液滴加到盐酸中，开始盐酸足量，发生反应Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，③的离子方程式为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
（2）将Na₂CO₃溶液滴加到盐酸中，开始盐酸足量，发生反应Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，一定会生成二氧化碳，故V₁'、V₂'、V₃'不为0；
但将盐酸滴加到Na₂CO₃的混合溶液中，开始盐酸不足，0＜

a

b

＜1时发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，碳酸钠有剩余，没有气体生成，故V₁=0，1＜

a

b

＜2时，发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，且碳酸氢钠剩余，

a

b

＞2时，盐酸剩余，碳酸钠完全反应，故V₂、V₃不为0，
故答案为：V₁；
（3）

a

b

＞2时，盐酸足量，两种情况下，碳酸钠都完全反应生成二氧化碳、氯化钠，故生成二氧化碳的体积相等，即V₃=V₃'，
故答案为：=；
（4）若a=0.01，b=0.008，将盐酸滴加到Na₂CO₃的混合溶液中，则：
     Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，
0.008mol 0.008mol 0.008mol
剩余n（HCl）=0.01mol-0.008mol=0.002mol，生成n（NaHCO₃）=0.008mol，
   NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
0.002mol 0.002mol 0.002mol
故碳酸氢钠剩余，生成二氧化碳为0.002mol，故V₂=0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8mL
将Na₂CO₃溶液滴加到盐酸中，开始盐酸足量，则：
  Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，
0.005mol 0.01mol  0.005mol
盐酸不足，生成二氧化碳为0.005mol，故V₂'=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案为：44.8；112．

点评：本题考查根据方程式计算，难度中等，清楚发生反应过程是解题关键，实质反应物的量本题导致反应不同．