Question

14．向100mL 3mol/L的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂，充分反應(yīng)得溶液X．在上述溶液X中，逐滴緩慢滴加1mol/L的鹽酸，所得氣體（不考慮溶解于水）的體積與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示，求：
（1）放出的CO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
（2）溶液X的成分及物質(zhì)的量之比．

Answer 1

分析 （1）加入鹽酸200mL時(shí)開始生成氣體，當(dāng)加入鹽酸300mL時(shí)不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O→A段消耗的鹽酸為A→B消耗的鹽酸的二倍，應(yīng)為NaOH和Na₂CO₃的混合物，都可與鹽酸反應(yīng)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；AB段碳酸氫根離子與氯化氫反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；根據(jù)AB段消耗氯化氫溶液的體積及氯化氫的濃度計(jì)算出生成二氧化碳的物質(zhì)的量及標(biāo)況下的體積；
（2）加入鹽酸200mL時(shí)開始生成氣體，當(dāng)加入鹽酸300mL時(shí)不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)為NaOH和Na₂CO₃的混合物，AB段碳酸氫根離子與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，由此分析解答．

解答 解：（1）加入鹽酸200mL時(shí)開始生成氣體，當(dāng)加入鹽酸300mL時(shí)不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)為NaOH和Na₂CO₃的混合物，二者都可與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式分別為：OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
AB段碳酸氫根離子與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，根據(jù)鈉離子守恒，則碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，根據(jù)碳原子守恒，反應(yīng)生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol，標(biāo)況下0.1mol二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.1mol=2.24L=2240mL，
答：放出的CO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積2240mL；
（2）加入鹽酸200mL時(shí)開始生成氣體，當(dāng)加入鹽酸300mL時(shí)不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)為NaOH和Na₂CO₃的混合物，AB段碳酸氫根離子與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，則碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，答：成份是NaOH和Na₂CO₃；物質(zhì)的量之比為1：1．

點(diǎn)評 本題考查混合物的計(jì)算，題目難度中等，注意從圖象分析反應(yīng)可能的情況進(jìn)行判斷和計(jì)算，本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象判斷溶液溶質(zhì)的成分，注意在計(jì)算過程中守恒思想的應(yīng)用．