Question

5．取来两份等浓度的NaOH溶液A和B，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO₂，再继续向两溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：
（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为1.5mol/L．
（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质为（写
化学式）NaOH和NaHCO₃；其物质的量之比为3：1．
（3）曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液加盐酸产生CO₂
气体体积（标准状况）的最大值为224mL．

Answer 1

分析 （1）先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠，根据盐酸的物质的量计算氢氧化钠的物质的量浓度．
（2）当生成CO₂气体时，发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，对于A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，可能发生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，根据消耗盐酸体积相对大小确定所得溶液中的溶质；根据发生反应的离子方程式计算出氢氧化钠和碳酸钠的物质的量之比；
（3）先确定B溶液中的溶质，再根据碳酸氢钠和盐酸的反应方程式计算生成二氧化碳的体积．

解答 解：（1）先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠，盐酸和氢氧化钠反应的物质的量之比为1：1，
设氢氧化钠的物质的量浓度为cmol/L，则：0.01L×cmol/L=0.2mol/L×0.075L，解得：c=1.5，即：加入的氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L，
故答案为：1.5；
（2）当生成CO₂气体时，发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，对于A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，可能发生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是NaOH和Na₂CO₃，其中发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑消耗的盐酸体积为75mL-60mL=15mL，则发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-消耗盐酸体积为15mL，根据图象可知碳酸钠和氢氧化钠溶液总共消耗盐酸60mL，则NaOH溶液完全反应消耗盐酸的体积为：60mL-15mL=45mL，所以NaOH和碳酸钠的物质的量之比为：45：15=3：1，
故答案为：NaOH和Na₂CO₃；3：1；
（3）当生成CO₂气体时，发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，对于B溶液来说，滴加盐酸25mL时没有气体生成，可能发生OH^-+H⁺=H₂O和CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是Na₂CO₃和NaHCO₃，碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠，有气体生成的化学反应方程式为：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，所以当盐酸的为25mL时有二氧化碳生成，即发生的化学反应为：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，设生成气体的体积为V，
      HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑
    1mol               22.4L
0.2（0.075-0.025）mol   V
V=$\frac{22.4L×0.2（0.075-0.025）mol}{1mol}$=0.224L=224mL，
故答案为：224．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度较大，本题关键是根据图象判断溶液溶质的成分，结合离子方程式利用守恒定律计算，明确发生反应的实质为解答关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．