Question

实验室用100 mL0.500mol·L^-1的NaOH溶液捕获CO₂，一定时间后，测定CO₂的吸收量，方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO₂后的溶液中，产生的CO₂气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下：

求：(1)吸收的CO₂在标准状况下的体积是____mL。

    (2)盐酸的物质的量浓度是_______mol·L^-1。

Answer

672 1. 00（1或1.0或其他给1分）

【解析】试题分析：通过吸收了CO2的NaOH溶液与HCl反应时，生成的CO2随加入HCl体积的变化反映了吸收完成后产物的组成。本题重点考查考生应用化学原理对图像进行综合分析能力和基本的化学计算能力。

解析：NaOH溶液捕获CO2后，随着捕获的CO2增加，得到的溶液中溶质可能含有①Na2CO3和NaOH，②Na2CO3、③Na2CO3和NaHCO3，④NaHCO3。涉及到的三种溶质在HCl溶液中反应的顺序依次为NaOH→Na2CO3（反应生成NaHCO3）→NaHCO3。反应原理：NaOH+HCl=NaOH+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，因此，如果仅有Na2CO3参加反应时，无CO2生成段与生成CO2段盐酸的消耗量相等。若存在NaOH时，无CO2生成段消耗的盐酸量会增加，导致此段盐酸大于后段，当仅含NaOH时后段为0。若存在NaHCO3时，这部分NaHCO3消耗的盐酸会使此段消耗的盐酸大于前段，当仅含NaHCO3时，则前段为0。结合图像，加入20mLHCl过程中无CO2生成，再加入50-20=30mLHCl时，CO2完全释放出来，可以判断吸收CO2的产物为Na2CO3、NaHCO3。设Na2CO3 xmol、NaHCO3 ymol，则2x+y=0.100L×0.500mol·L-1，x/(x+y)=20/(50-20)，解得x=0.02，y=0.01，吸收CO2物质的量为x+y=0.01mol+0.02mol=0.03mol，标准状态时体积0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L 。反应消耗盐酸2x+y=2×0.02mol+0.01mol=0.05mol，物质的量浓度0.05mol/0.05L=1.0mol·L。正确答案：672mL 、1.0 mol·L 。

点睛：①当产物不确定时，分析过程需要考虑所有可能发生的情况，再结合其他已知得到结果。②化学计算的本质是守恒应用，包括质量守恒、离子电荷守恒、氧化还原反应得失电子守恒。