Question

向NaOH溶液中通入CO₂，得到的物質有多種可能，請完成下列假設，并回答后續(xù)問題．
假設1：Na₂CO₃和NaHCO₃
假設2：Na₂CO₃
假設3：

 

假設4：

 

若向上述反應后的溶液中加入1mol/L HCl．
（1）產(chǎn)生的氣體如圖1所示：則該溶液溶質的成分為

 

，其物質的量為

 

（2）產(chǎn)生的氣體如圖2所示：則該溶液溶質的成分是上述假設

 

（填1或2、3、4），其對應成分及物質的量為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：圖示題,計算題

分析：CO₂與NaOH反應為：①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應按①②進行，CO₂、NaOH反應，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當n（CO₂）：n（NaOH）≤

1

2

，反應按②進行，等于

1

2

時，CO₂、NaOH恰好反應生成Na₂CO₃；小于

1

2

時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
（1）由反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，可知碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉與碳酸氫鈉完全反應消耗HCl相等，由圖1可知，從200ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，前后兩部分消耗鹽酸相等，故溶質為碳酸鈉，結合方程式計算其物質的量；
（2）圖2中從100ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，前后兩部分消耗鹽酸體積之比為1：3＜1：1，故溶質為碳酸鈉、碳酸氫鈉，結合方程式計算其物質的量．

解答： 解：CO₂與NaOH反應為：①CO₂+NaOH=NaHCO₃，②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
當n（CO₂）：n（NaOH）≥1，反應按①進行，等于1時，CO₂、NaOH恰好反應生成NaHCO₃；大于1時，生成生成NaHCO₃，CO₂有剩余；
當

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1，反應按①②進行，CO₂、NaOH反應，無剩余，生成物為NaHCO₃、Na₂CO₃；
當n（CO₂）：n（NaOH）≤

1

2

，反應按②進行，等于

1

2

時，CO₂、NaOH恰好反應生成Na₂CO₃；小于

1

2

時，生成Na₂CO₃，NaOH有剩余；
故答案為：Na₂CO₃，NaOH；NaHCO₃；
（1）由反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，可知碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉與碳酸氫鈉完全反應消耗HCl相等，由圖1可知，從200ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，前后兩部分消耗鹽酸相等，故溶質為Na₂CO₃，
200mL溶液中HCl的物質的量=0.2L×1mol/L=0.2mol，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，碳酸鈉的物質的量=n（HCl）=0.2mol，
故答案為：Na₂CO₃；0.2mol；
（2）圖2中從100ml到400ml為碳酸氫鈉與鹽酸反應，前后兩部分消耗鹽酸體積之比為1：3＜1：1，故溶質為碳酸鈉、碳酸氫鈉，為假設3，
100mL溶液中HCl的物質的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，則：
  Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl
0.1mol 0.1mol 0.1mol
故原溶液中n（Na₂CO₃）=0.1mol，
300mL溶液中HCl的物質的量=0.3L×1mol/L=0.3mol，
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
0.3mol 0.3mol
故原溶液中n（NaHCO₃）=0.3mol-0.1mol=0.2mol
故答案為：3；n（Na₂CO₃）=0.1mol、n（NaHCO₃）=0.2mol．

點評：本題考查混合物的有關計算，關鍵是清楚發(fā)生的反應根據(jù)圖中鹽酸的體積確定溶質，難度中等．