Question

取某浓度的NaOH溶液10mL，向其中通入一定量的CO₂，再向所得溶液中逐滴加入的盐酸，标准状况下产生的CO₂气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示，请回答：

（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为__mol·L^-1；

（2）原NaOH溶液通入CO₂后，所得溶液中的溶质为（写化学式）__；其物质的量之比为__。

Answer

0.9 NaOH和Na2CO3 4:1

【解析】

（1）先向氢氧化钠溶液中通入CO2，后向溶液中滴加盐酸，当CO2完全放出时，溶液的溶质是NaCl，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成NaCl，根据盐酸的物质的量计算氢氧化钠溶液的浓度；

（2）与CO2反应，反应后溶液的溶质可能是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、或NaHCO3，Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，消耗的盐酸的体积相等，0-75mL没有气体生成，消耗的盐酸体积大于75-90mL消耗的盐酸的体积，因此可知溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，反应的离子方程式为OH-+H+=H2O，CO32-+H+=HCO3-，HCO3-+H+=H2O+CO2↑, NaHCO3完全反应生成CO2消耗盐酸的体积为90mL-75mL=15mL，那么Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸的体积也为15mL，因此NaOH完全反应消耗盐酸的体积为75mL-15mL=60mL，结合n=cV计算物质的量之比。

（1）先向氢氧化钠溶液中通入CO2，后向溶液中滴加盐酸，当CO2完全放出时，溶液的溶质是NaCl，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成NaCl，盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1:1，设NaOH的物质的量浓度为xmol/L，加入90mL盐酸时CO2的体积最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据Cl-和Na+守恒，可得n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.09L×0.1mol/L=0.009mol，那么c(NaOH)==0.9mol/L，溶液具有均一性，因此原NaOH溶液的物质的量浓度为0.9mol/L；

（2）与CO2反应，反应后溶液的溶质可能是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、或NaHCO3，Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，消耗的盐酸的体积相等，0-75mL没有气体生成，消耗的盐酸体积大于75-90mL消耗的盐酸的体积，因此可知溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，反应的离子方程式为OH-+H+=H2O，CO32-+H+=HCO3-，HCO3-+H+=H2O+CO2↑, NaHCO3完全反应生成CO2消耗盐酸的体积为90mL-75mL=15mL，那么Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸的体积也为15mL，因此NaOH完全反应消耗盐酸的体积为75mL-15mL=60mL，根据n=cV可知NaOH和Na2CO3的物质的量之比为60:15=4:1。