Question

16．將一定體積的CO₂通入VL NaOH溶液中，已知NaOH完全反應．在反應的溶液中加入足量石灰水，得到mg沉淀．
（1）能否用上述數(shù)據(jù)確定參加反應的CO₂的體積（標準狀況）？能（“能”或“不能”），
（2）若在上述CO₂和NaOH反應后的溶液不加入石灰水而是加入足量CaCl₂溶液，結果得到了沉淀n g．設原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為c，則：①當n=m時，c=$\frac{2m}{100V}$mol/L；②當n=0時，c=$\frac{m}{100V}$mol/L；③當n＜m時，c=$\frac{m+n}{100V}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳與氫氧化鈉反應時，無論生成碳酸鈉，還是碳酸氫鈉，或二者都有，再加入足量的石灰水都會生成碳酸鈣，根據(jù)碳元素守恒可以計算二氧化碳體積；
（2）若反應后的溶液中，加入足量CaCl₂溶液，發(fā)生反應：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，NaHCO₃與CaCl₂不反應．
①當n=m時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物只有Na₂CO₃，由碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=2n（Na₂CO₃）；
②當n=0時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物只有NaHCO₃，由碳原子守恒n（NaHCO₃）=n（CaCO₃），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaHCO₃）；
③當n＜m時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物為Na₂CO₃、NaHCO₃，根據(jù)碳原子守恒計算Na₂CO₃、NaHCO₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)鈉離子守恒計算n（NaOH），進而計算氫氧化鈉溶液濃度．

解答 解：（1）二氧化碳與氫氧化鈉反應時，無論生成碳酸鈉，還是碳酸氫鈉，或二者都有，再加入足量的石灰水都會生成碳酸鈣，根據(jù)碳元素守恒可以計算二氧化碳物質(zhì)的量，可以計算標況下二氧化碳的體積，
故答案為：能；
（2）若反應后的溶液中，加入足量CaCl₂溶液，發(fā)生反應：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，NaHCO₃與CaCl₂不反應．
①當n=m時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物只有Na₂CO₃，由碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃）$\frac{mg}{100g/mol}$=0.01m mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=2n（Na₂CO₃）=0.02m mol，故NaOH溶液濃度為$\frac{0.02mmol}{VL}$=$\frac{2m}{100V}$mol/L；
②當n=0時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物只有NaHCO₃，由碳原子守恒n（NaHCO₃）=n（CaCO₃）=$\frac{mg}{100g/mol}$=0.01m mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaHCO₃）=0.01mol，故NaOH溶液濃度為$\frac{0.01mmol}{VL}$$\frac{m}{100V}$mol/L；
③當n＜m時，說明CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物為Na₂CO₃、NaHCO₃，與氯化鈣反應反應時，根據(jù)碳原子守恒n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃）=$\frac{ng}{100g/mol}$=0.01n mol，與氫氧化鈣溶液反應時，根據(jù)碳原子守恒n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃）=n（CaCO₃）=0.01m mol，故n（NaHCO₃）=（0.01m-0.01n）mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=2×0.01n mol+（0.01m-0.01n）mol=（0.01m+0.01n）mol，故氫氧化鈉溶液濃度為$\frac{（0.01m+0.01n）mol}{VL}$=$\frac{m+n}{100V}$mol/L，
故答案為：$\frac{2m}{100V}$mol/L；$\frac{m}{100V}$mol/L；$\frac{m+n}{100V}$mol/L．

點評 本題考查化學方程式計算、混合物計算，關鍵根據(jù)最終沉淀質(zhì)量關系判斷CO₂與NaOH溶液反應的產(chǎn)物．