Question

將一定量的CO₂氣體通入2L的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產(chǎn)生的氣體與HCl物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示（忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)）．
（1）O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為______，
（2）O到a點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______．
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入CO₂氣體的體積為______L，NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol?L^-1．

Answer 1

【答案】分析：（1）Na₂CO₃跟鹽酸的反應(yīng)是分步進(jìn)行的：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，由圖象可知生成二氧化碳消耗的HCl的物質(zhì)的量小于從反應(yīng)到開始產(chǎn)生二氧化碳階段消耗的HCl，故溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃；
（2）根據(jù)（1）分析可知，O到a點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)為：氫離子與氫氧根離子反應(yīng)生成水，氫離子與碳酸根反應(yīng)生成碳酸氫根；
（3）由圖可知，a點(diǎn)時(shí)開始生成氣體，故發(fā)生反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，至生成二氧化碳體積最大時(shí)，該階段消耗的HCl的物質(zhì)的量為2mol，據(jù)此根據(jù)方程式計(jì)算生成的二氧化碳的物質(zhì)的量，生成的二氧化碳的物質(zhì)的量等于開始通入的二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)V=nVm計(jì)算二氧化碳的體積；
生成二氧化碳體積最大時(shí)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子守恒有n（NaCl）=n（HCl），再根據(jù)鈉離子守恒有n（NaOH）=n（NaCl），根據(jù)c=計(jì)算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度．
解答：解：（1）Na₂CO₃跟鹽酸的反應(yīng)是分步進(jìn)行的：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，HCl與Na₂CO₃、NaHCO₃都按1：1反應(yīng)，由圖象可知生成二氧化碳消耗的HCl的物質(zhì)的量小于從反應(yīng)到開始產(chǎn)生二氧化碳階段消耗的HCl，故溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
（2）根據(jù)（1）分析可知，O到a點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)為：氫離子與氫氧根離子反應(yīng)生成水，氫離子與碳酸根反應(yīng)生成碳酸氫根，發(fā)生的離子反應(yīng)為：H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（3）由圖可知，a點(diǎn)時(shí)開始生成氣體，故發(fā)生反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，至生成二氧化碳體積最大時(shí)，該階段消耗的HCl的物質(zhì)的量為2mol，由方程式可知產(chǎn)生二氧化碳的物質(zhì)的量為2mol，生成的二氧化碳的物質(zhì)的量等于開始通入的二氧化碳的物質(zhì)的量，故開始通入的二氧化碳的體積為2mol×22.4L/mol=44.8L，
加入5molNaCL生成二氧化碳體積最大，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子守恒有n（NaCl）=n（HCl），根據(jù)鈉離子守恒有n（NaOH）=n（NaCl），故n（NaOH）=n（HCl）=5mL，所以c（NaOH）=2.5mol/L，
故答案為：44.8；2.5．
點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，難度中等，注意從圖象分析反應(yīng)發(fā)生的情況，關(guān)鍵是根據(jù)圖象判斷溶液溶質(zhì)的成分．