Question

12．浓度相同的NaOH溶液各100ml 倒入A、B、C三个烧杯中，分别向三份溶液中通入不等量的CO₂，充分反应后，再向三份所得溶液中逐渐加入0.2mol/L的盐酸，产生CO₂的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示．下列判断正确的是（　　）

• A． 原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
• B． B烧杯中通入CO₂体积为448ml
• C． 通入CO₂后，不能确定A烧杯中的溶质
• D． 通入CO₂后，C烧杯中溶质成分的物质的量之比为n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=2：1

Answer 1

分析 浓度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三个烧杯中，分别向三份溶液中通入不等量的CO₂，可发生CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，反应后溶液可能有四种情况，①NaOH和Na₂CO₃，②Na₂CO₃，③Na₂CO₃和NaHCO₃，④全部为NaHCO₃，加入盐酸，首先发生NaOH+HCl=NaCl+H₂O、其次发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，最后发生产生气体NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，结合产生气体前后消耗盐酸的体积大小进行判断．

解答 解：浓度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三个烧杯中，分别向三份溶液中通入不等量的CO₂，可发生CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，反应后溶液可能有四种情况，①NaOH和Na₂CO₃，②Na₂CO₃，③Na₂CO₃和NaHCO₃，④全部为NaHCO₃，加入盐酸，首先发生NaOH+HCl=NaCl+H₂O、其次发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，最后发生产生气体NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
A．由图可知，加入100mLHCl时，产生二氧化碳的体积最大，说明此时溶液中溶质为NaCl，根据氯离子、钠离子守恒可得n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，故原溶液中氢氧化钠的物质的量浓度=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，故A正确；
B．曲线B中，从50mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，生成二氧化碳最大时，该阶段消耗盐酸为100mL-50mL=50mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，V（CO₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，根据碳原子守恒可知该反应生成的二氧化碳体积等于通入的二氧化碳的体积，即通入的二氧化碳为224mL，故B错误；
C．由图象可知，生成气体前后消耗盐酸的体积比为1：3，说明NaHCO₃与HCl反应消耗多，则A中溶质应为Na₂CO₃和NaHCO₃，可确定，故C错误；
D．曲线C中，从75mL～100mL发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，该阶段消耗盐酸为25mL，若NaHCO₃完全由反应Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl转化得到，根据方程式可知，需要消耗盐酸25mL，而产生二氧化碳时消耗盐酸为75mL，大于25mL，说明0mL～75mL阶段盐酸还与氢氧化钠反应，即原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分NaOH、Na₂CO₃，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.025L×0.2mol/L=0.005mol，根据原子守恒可知n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.005mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=0.02mol-2×0.005mol=0.01mol，故原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.01mol：0.005mol=2：1，故D正确；
故选AD．

点评 本题考查混合物的有关计算、化学反应图象等，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，根据图中盐酸的体积判断产生二氧化碳前CO₂与NaOH反应过程是解题关键，注意守恒思想与方程式的运用，难度中等．