Question

14．向100mL 3mol/L的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂，充分反應得溶液X．在上述溶液X中，逐滴緩慢滴加1mol/L的鹽酸，所得氣體（不考慮溶解于水）的體積與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示，求：
（1）放出的CO₂在標準狀況下的體積
（2）溶液X的成分及物質(zhì)的量之比．

Answer 1

分析 （1）加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O→A段消耗的鹽酸為A→B消耗的鹽酸的二倍，應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，都可與鹽酸反應，據(jù)此寫出反應的離子方程式；AB段碳酸氫根離子與氯化氫反應生成二氧化碳氣體；根據(jù)AB段消耗氯化氫溶液的體積及氯化氫的濃度計算出生成二氧化碳的物質(zhì)的量及標況下的體積；
（2）加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應產(chǎn)物應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，AB段碳酸氫根離子與氫離子反應生成二氧化碳氣體，反應的離子反應為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，由此分析解答．

解答 解：（1）加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應產(chǎn)物應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，二者都可與鹽酸反應，反應的離子方程式分別為：OH^-+H⁺═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
AB段碳酸氫根離子與氫離子反應生成二氧化碳氣體，反應的離子反應為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，根據(jù)鈉離子守恒，則碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，根據(jù)碳原子守恒，反應生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol，標況下0.1mol二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.1mol=2.24L=2240mL，
答：放出的CO₂在標準狀況下的體積2240mL；
（2）加入鹽酸200mL時開始生成氣體，當加入鹽酸300mL時不再產(chǎn)生氣體，A→C段發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，而O-A段消耗的鹽酸為A→B的二倍，反應產(chǎn)物應為NaOH和Na₂CO₃的混合物，AB段碳酸氫根離子與氫離子反應生成二氧化碳氣體，反應的離子反應為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，碳酸鈉消耗鹽酸的體積為100mL，則氫氧化鈉消耗的鹽酸體積也是100mL，即Na₂CO₃與NaOH的物質(zhì)的量相等，則碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{3}$×（3mol/L×0.1L）=0.1mol，答：成份是NaOH和Na₂CO₃；物質(zhì)的量之比為1：1．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意從圖象分析反應可能的情況進行判斷和計算，本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象判斷溶液溶質(zhì)的成分，注意在計算過程中守恒思想的應用．