Question

把CO₂通入含NaOH8g的溶液中，充分反應后，將產物在減壓條件下蒸干：
（1）蒸干后的固體組成可能為：

 

；

 

；

 

；

 

；（寫化學式）．
（2）若蒸干后的無水固體為13.7g，確定固體的組成和質量．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）可能發(fā)生反應：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
當n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，發(fā)生反應①，NaOH由剩余，所以得到的固體為NaOH和Na₂CO₃；
當n（NaOH）：n（CO₂）=2時，發(fā)生反應①，NaOH與二氧化碳恰好反應，得到的固體為Na₂CO₃；
當1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2時，發(fā)生反應①②，氫氧化鈉與二氧化碳沒有剩余，得到的固體為Na₂CO₃和NaHCO₃；
當n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1時，得到的固體是NaHCO₃；
（2）假設只發(fā)生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，計算碳酸鈉質量，假設只發(fā)生NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，計算碳酸氫鈉的質量，結合實際固體質量判斷組成，再結合方程式計算．

解答： 解：（1）可能發(fā)生反應：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
當n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，發(fā)生反應①，NaOH由剩余，所以得到的固體為NaOH和Na₂CO₃；
當n（NaOH）：n（CO₂）=2時，發(fā)生反應①，NaOH與二氧化碳恰好反應，得到的固體為Na₂CO₃；
當1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2時，發(fā)生反應①②，氫氧化鈉與二氧化碳沒有剩余，得到的固體為Na₂CO₃和NaHCO₃；
當n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1時，得到的固體是NaHCO₃；
故答案為：NaOH和Na₂CO₃；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃；NaHCO₃；
（2）設8g氫氧化鈉全部生成碳酸鈉，質量為x，則有
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80        106
8g       x
x=

8g×106

80

=10.6g，
設8g氫氧化鈉全部生成碳酸氫鈉，質量為y，則有
NaOH+CO₂=NaHCO₃
40        84
8g        y
y=

8g×84

40

1.68g，
而蒸干后的無水固體為13.7g，10.6g＜13.7g＜16.8g，故產物為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，
設混合物中含有m molNa₂CO₃，n molNaHCO₃，
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
 2m   m    m
NaOH+CO₂=NaHCO₃
n    n    n
則有：2m+n=

8

40

，106m+84n=13.7，
解之得：m=0.05，n=0.1，
故碳酸鈉質量=0.05mol×106g/mol=5.3g
碳酸氫鈉的質量=13.7g-5.3g=8.4g，
答：蒸干后的無水固體中碳酸鈉為5.3g、碳酸氫鈉為8.4g．

點評：本題考查化學方程式的計算，（2）中利用極限法根據反應物的量判斷生成物的組成為解答該題的關鍵，題目難度中等．