Question

7．將KOH和Ca（OH）₂混合物1.86g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再緩緩?fù)ㄈ胱懔康腃O₂氣體．當(dāng)生成沉淀的質(zhì)量剛好最大時(shí)，消耗CO₂的體積為224mL[已知該條件下CO₂的密度為（44÷22.4）g/l，忽略CO₂溶于水情況．已知CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂]CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
（1）生成沉淀的質(zhì)量剛好最大時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）原混合物中Ca（OH）₂的質(zhì)量為0.74g．
（3）沉淀恰好溶解時(shí)，消耗CO₂的體積為896mL
（4）寫出溶液中生成沉淀的質(zhì)量m（g）與通入CO₂的體積V（mL）之間的函數(shù)表達(dá)式．
（5）在圖示坐標(biāo)系上，畫出生成沉淀的質(zhì)量m（g）與通入CO₂的體積V（mL）的關(guān)系曲線．

Answer 1

分析 KOH和Ca（OH）₂混合物溶于水中形成稀溶液，通入足量的CO₂氣體所發(fā)生的離子反應(yīng)有：
①2OH^-+CO₂=CO₃^2-，②CO₃^2-+Ca²⁺=CaCO₃↓③CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂，
根據(jù)以上反應(yīng)，可把反應(yīng)分為四個(gè)階段：
（1）二氧化碳會(huì)先和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，
（2）二氧化碳會(huì)繼續(xù)和氫氧化鉀反應(yīng)，方程式為2K0H+CO₂=K₂CO₃+H₂O，
（3）二氧化碳會(huì)繼續(xù)和碳酸鉀反應(yīng)，方程式為K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，
（4）二氧化碳會(huì)繼續(xù)和碳酸鈣反應(yīng)生成碳酸氫鈣，方程式為CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂，
據(jù)消耗CO₂的體積為224mL結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）二氧化碳會(huì)先和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，
設(shè)氫氧化鈣的物質(zhì)的量為x，那么x應(yīng)該等于二氧化碳的量，即$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
所以氫氧化鈣的質(zhì)量為0.01mol×74g/mol=0.74g，
故答案為：0.74；
（3）1.86gKOH和Ca（OH）₂混合物中，n（KOH）=$\frac{1.86g-0.74g}{56g/mol}$=0.02mol，
沉淀恰好溶解時(shí)，所反應(yīng)的反應(yīng)以此有：
①CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
    0.01mol 0.01mol
②2K0H+CO₂=K₂CO₃+H₂O
    0.02mol  0.01mol
③K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，
    0.01mol  0.01mol
④CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂
   0.01mol  0.01mol
沉淀恰好溶解時(shí)，消耗CO₂的物質(zhì)的量為0.01mol+0.01mol+0.01mol+0.01mol=0.04mol，
體積為：0.04mol×22.4L/mol=0.896L，即896ml，
故答案為：896；
3、①當(dāng)V≤224ml時(shí)，反應(yīng)為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，$\frac{Vml}{22400ml/mol}=\frac{mg}{100g/mol}$，m=$\frac{V}{224}$g；
 ②當(dāng)224＜V≤672ml時(shí)，反應(yīng)為①CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，②2K0H+CO₂=K₂CO₃+H₂O③K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，
m=0.01mol×100g/mol=1g；
③當(dāng)672＜V＜896L時(shí)，反應(yīng)為CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂，$\frac{（V-672）ml}{22400ml/mol}=\frac{（1-m）g}{100g/mol}$，m=（1-$\frac{V-672}{224}$）g；
④當(dāng)V≥896ml時(shí)，m=0g，方程式為K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃
故答案為：

V的取值范圍	m=f（V）
0≤V＜224	m=V/224
224≤V≤672	m=1
672≤V≤896	m=1-（V-672）/224

（5）根據(jù)（4）分析可畫出圖象為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，題目難度較大，注各階段的反應(yīng)物的物質(zhì)的量以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，用討論法計(jì)算．