Question

取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10 mL，分别向A、B中通入不等量的CO₂，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：

(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为____________mol/L。

(2)曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶质成分是____________，其物质的量之比为__________。

(3)曲线B表明，所得溶液加盐酸后产生CO₂气体体积(标况)的最大值为         mL。

Answer

(1)0.75mol/L (2)NaOH、Na2CO3 3:1 (3)112mL

【解析】

试题分析：(1)加入75ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液．根据氯离子、钠离子守恒，

所以n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol，

所以c(NaOH)==0.75mol/L；

(2)CO2与NaOH反应为①CO2+NaOH=NaHCO3，②CO2+2NaOH=Na2CO3+H20，

当n(CO2)：n(NaOH)≥1，反应按①进行，等于1时，CO2、NaOH恰好反应生成NaHCO3；大于1时，生成生成NaHCO3，CO2有剩余；

当1/2＜n(CO2)：n(NaOH)＜1，反应按①②进行，CO2、NaOH反应，无剩余，生成物为NaHCO3、Na2CO3；

当n(CO2)：n(NaOH)≤1/2，反应按②进行，等于1/2，时，CO2、NaOH恰好反应生成Na2CO3；小于1/2时，生成Na2CO3，NaOH有剩余；

由曲线A可知从60ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应，

反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，

所以n(NaHCO3)=n(HCl)=(0.075-0.06)L×0.1mol/L=1.5×10-3mol，

根据C原子守恒，所以n(CO2)=n(NaHCO3)=1.5×10-3mol，

由(1)可知，n(NaOH)=0.0075mol，

所以n(CO2)：n(NaOH)=1.5×10-3mol：0.0075mol=1：5，小于1：2，所以反应按②进行，NaOH有剩余，溶液中溶质为Na2CO3和NaOH．

根据C原子守恒，所以n(Na2CO3)=n(CO2)=1.5×10-3mol，再根据钠离子守恒，

得溶液中氢氧化钠的物质的量为0.0075mol-1.5×10-3mol×2=0.0045mol，

所以溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.0045mol：1.5×10-3mol=3：1．

故答案为：Na2CO3、NaOH；1：3；

(3)由曲线B可知从25ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，

反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，

所以n(CO2)=n(HCl)=(0.075ml-0.025ml)×0.1mol/L=0.005mol，

所以CO2气体体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL。

【考点定位】考查混合物的有关计算

【名师点晴】结合CO2与NaOH反应过程并根据图中盐酸的体积计算出NaOH、CO2的物质的量是解题关键；先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠，根据盐酸的物质的量计算氢氧化钠的物质的量浓度；当生成CO2气体时，发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑，对于A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-，根据消耗盐酸体积相对大小确定所得溶液中的溶质；