Question

将在空气中暴露一段时间后的氢氧化钠固体样本溶于水得溶液A，将所得溶液中逐滴滴加稀硫酸至过量，生成的二氧化碳体积（标准状况下）与加入稀硫酸体积关系如图所示．

已知：在碳酸钠溶液中逐滴加入稀硫酸反应按以下步骤进行：

①CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-      ②H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂

试计算：

（1）溶液A中滴加硫酸的体积在0-150mL间无CO₂气体生成的原因是（用离子方程式表示）______．

（2）硫酸滴加至150mL时，此时溶液中溶质主要成分为（写化学式）______．

（3）溶液A中碳酸钠的质量为______g．

（4）硫酸的物质的量浓度为______mol/L．

（5）该样品中Na₂CO₃与NaOH物质的量之比为______．

Answer

0-150mL间发生2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O、2Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+2NaHCO3 Na2SO4和NaHCO3 2.12g 0.2mol/L 2：1

【解析】（1）因为碳酸钠与硫酸反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳，两反应消耗硫酸的物质的量相等，由图可知V（H2SO4）在0～100mL区间内发生反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；在100～150mL区间内发生反应的化学方程式为2Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+2NaHCO3；（2）由（1）知：硫酸滴加至150mL时，此时溶液中溶质主要成分为Na2SO4和NaHCO3；（3）根据碳守恒可知：Na2CO3～CO2，而二氧化碳的体积为0.448L，所以碳酸钠的物质的量为：0.448L/22.4L·mol－1=0.02mol，则质量为：0.02mol×106g·mol－1=2.12g；（4）加入150mL～200mL硫酸，发生反应：2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2H2O，n（H2SO4）=0.02mol/2=0.01mol，则c=n/V=0.01mol/0.05L=0.2mol·L－1；（5）加入200mL硫酸时，生成0.448L二氧化碳，此时溶液中溶质为Na2SO4，由硫酸根离子守恒计算n（Na2SO4）=0.2L×0.2mol·L－1=0.04mol，根据碳元素守恒n（Na2CO3）=n（CO2）=0.02mol，根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na2SO4）-2n（Na2CO3）=0.08mol-0.02mol×2=0.04mol，该样品中NaOH与Na2CO3物质的量之比=0.04mol：0.02mol=2：1。