Question

有50 mL NaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的CO₂，随后取此溶液10 mL将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L^-1的HCl溶液，产生CO₂气体的体积（标准状况）与所加入盐酸的体积之间的关系如下图所示：

（1）甲溶液中的溶质是_____________，其物质的量之比为__________________。

（2）乙溶液中的溶质是_____________，在标准状况下吸收CO₂气体的体积为________。

（3）原NaOH溶液的物质的量浓度为            。

Answer

（1）NaOH、Na2CO3（2分） 1:1（2分）

（2）Na2CO3、NaHCO3 （2分） 112ml（2分）（3）0.75 mol/L（1分）

【解析】

试题分析：（1）当生成CO2气体时，发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，由图可知，生成CO2气体至最大，消耗HCl为75mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中只有Na2CO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将Na2CO3转化为NaHCO3应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶质为NaOH、Na2CO3。中和NaOH消耗HCl的体积为50mL﹣25mL=25mL，由方程式可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na2CO3的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，浓度之比是1：1；

（2）乙中第二阶段消耗的盐酸多，这说明溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠。生成二氧化碳消耗消耗50mL盐酸，根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知CO2体积（标准状况下）为0.05L × 0.1 mol/L × 22.4 L/mol = 0.112L = 112mL；

（3）生成CO2气体最大时，此时溶液中溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度=0.75mol/L。

【考点定位】本题考查混合物计算

【名师点晴】根据消耗盐酸的体积判断图像中各阶段发生的反应是解答的关键，侧重考查学生分析思维能力。在Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中，逐滴加入盐酸，盐酸先与何种物质反应，取决于CO32－和HCO3－结合H＋的难易程度。由于CO32－比HCO3－更易于结合H＋形成难电离的HCO3－，故盐酸应先与Na2CO3溶液反应。只有当CO32－完全转化为HCO3－时，再滴入的H＋才与HCO3－反应。