Question

向濃度相等、體積均為50mL的A、B兩份氫氧化鈉溶液中分別通入一定量的二氧化碳后，再稀釋至100mL。
（1）向氫氧化鈉溶液中通入一定量的二氧化碳后，溶液中溶質(zhì)的可能組成有：①______；②_______；③_______；④_______。
（2）向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸溶液，產(chǎn)生二氧化碳的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）與所加鹽酸溶液的體積關(guān)系如圖所示。
①A曲線表明，向原溶液中通入二氧化碳后，所得溶質(zhì)與HCl反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的最大體積是_______mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
②B曲線表明，向原溶液中通入二氧化碳后，所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為___________。
③原氫氧化鈉溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為__________。

Answer 1

（1）①NaOH、Na₂CO₃    ②Na₂CO₃、NaHCO₃  ③NaHCO₃  ④Na₂CO₃
（2）①112  ②NaOH、Na₂CO₃  ③0.15mol/L
【試題分析】
本題考查同學(xué)們對(duì)多步反應(yīng)與圖像相結(jié)合試題的理解能力。
（1）根據(jù)化學(xué)方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O、NaOH+CO₂=NaHCO₃知，溶液中溶質(zhì)的可能組合方式有：①NaOH、Na₂CO₃；②Na₂CO₃、NaHCO₃；③NaHCO₃；④Na₂CO₃。
（2）題目中“逐滴”的含義是HCl依次發(fā)生下列反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃（不產(chǎn)生二氧化碳）、NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O（開始產(chǎn)生二氧化碳）。
根據(jù)開始產(chǎn)生二氧化碳時(shí)消耗鹽酸溶液的量與產(chǎn)生二氧化碳最大量時(shí)消耗鹽酸溶液的量的比值，討論A溶液中溶質(zhì)的成分。若A溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃，產(chǎn)生二氧化碳以前發(fā)生反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；開始產(chǎn)生二氧化碳時(shí)發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O。前后兩段消耗鹽酸溶液的體積比大于1∶1。若A溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃，則前后兩段消耗鹽酸溶液的體積比為1∶1。若A溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃，則前后兩段消耗鹽酸溶液的體積比小于1∶1。
①A曲線：開始滴加鹽酸溶液至25mL時(shí)沒有氣體產(chǎn)生，滴加至75mL時(shí)碳酸鹽完全反應(yīng)，即生成二氧化碳達(dá)到最大值（不考慮溶液中溶解的二氧化碳）。前后兩段消耗鹽酸溶液的體積比為25∶50=1∶2<1∶1，故A溶液中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃，且n（Na₂CO₃）∶n（NaHCO₃）=1∶1。根據(jù)鈉元素守恒知，當(dāng)二氧化碳恰好達(dá)到最大值時(shí)，原溶液中鈉離子全部以氯化鈉存在。開始產(chǎn)生二氧化碳時(shí)一定是碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，與碳酸氫鈉反應(yīng)的鹽酸溶液為75mL-25mL=50mL。n（HCl）=50×10^-3L×0.1mol/L=5×10^-3mol，由化學(xué)方程式知，n（CO₂）=5×10^-3mol，V（CO₂）=5×10^-3mol×22.4L/mol=112mL。
②B曲線：產(chǎn)生二氧化碳前消耗鹽酸溶液60mL，與碳酸氫鈉反應(yīng)消耗鹽酸溶液15mL。前后兩段消耗鹽酸溶液的體積比為60∶15=4∶1，根據(jù)上述分析，可推知B溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃。
③當(dāng)加入鹽酸溶液為75mL時(shí)，氫氧化鈉全部轉(zhuǎn)化成氯化鈉。根據(jù)NaOH~NaCl~HCl知，n（NaOH）=n（HCl）=75×10^-3L×0.1mol/L=7.5×10^-3mol，c（NaOH）=7.5×10^-3mol/0.05L=0.15mol/L。