Question

有50mLNaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的CO₂，随后取此溶液10mL将其稀释到100mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液，产生的CO₂气体体积（标准状况下）与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示．试分析：

（1）NaOH吸收CO₂气体后，在甲、乙两种情况下，所得溶液中存在的溶质是
甲：

 

其物质的量之比是：

 

乙：

 

其物质的量之比是：

 

（2）在两种情况下产生的CO₂气体（标准状况）的体积分别是  甲：

 

mL；乙：

 

mL．
（3）原NaOH溶液的物质的量浓度是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（1）（甲）中生成CO₂气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-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；
（乙）中生成CO₂气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃，根据反应消耗盐酸的体积计算NaHCO₃、Na₂CO₃的物质的量之比；
（2）根据碳元素守恒可知，（甲）中从50mL～75mL消耗25mL盐酸时生成的二氧化碳，而（乙）中从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳，根据方程式进而计算生成二氧化碳的体积；
（3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），进而计算原氢氧化钠溶液的浓度．

解答： 解：当生成CO₂气体时，发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（1）（甲）中生成CO₂气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-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；
（乙）中生成CO₂气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃，
Na₂CO₃转化为NaHCO₃消耗盐酸体积为25mL，则原溶液中NaHCO₃消耗盐酸体积50mL-25mL=25mol，故NaHCO₃、Na₂CO₃的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，
故答案为：NaOH、Na₂CO₃，1：1；NaHCO₃、Na₂CO₃，1：1；
（2）根据碳元素守恒可知，（甲）中从50mL～75mL消耗25mL盐酸时生成的二氧化碳，该阶段生成二氧化碳为0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，体积为0.0025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL，
而（乙）中从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳，该阶段生成二氧化碳为0.05L×0.1mol/L=0.005mol，体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案为：56；112；
（3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度=

0.0075mol

0.01L

=0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L．

点评：本题考查混合物的计算，根据消耗盐酸的体积分析图象中各阶段发生的反应，进而判断氢氧化钠与二氧化碳反应的溶质是关键，题目难度较大．