Question

3．濃度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三個燒杯中，分別向三份溶液中通入不等量的CO₂，充分反應后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO₂的體積（標準狀況下）與所加鹽酸體積之間關系如圖所示．下列判斷正確的是（　　）

• A． 通入CO₂后，A燒杯中的溶質成分是Na₂CO₃
• B． B燒杯中通入的CO₂體積為448 mL
• C． 原NaOH溶液的濃度為0.2 mol/L
• D． 通入CO₂后，C燒杯中溶質成分的物質的量之比為n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=1：2

Answer 1

分析 A．若溶質只有Na₂CO₃，加入鹽酸開始發(fā)生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為1：1，而實際消耗鹽酸體積為50：（200-50）=1：3，故溶質為Na₂CO₃、NaHCO₃；
B．由圖可知，曲線B中從100mL～200mL發(fā)生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)消耗的鹽酸計算生成二氧化碳的體積，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積；
C．由圖可知，加入200mLHCl時，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時溶液中溶質為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒計算原溶液中氫氧化鈉的物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；
D．曲線C中，前后兩消耗鹽酸體積之比為3：1，結合A的分析可知，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質成分NaOH、Na₂CO₃，加入200mLHCl時，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時溶液中溶質為NaCl，根據(jù)碳原子守恒計算n（Na₂CO₃），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）．

解答 解：A．若溶質只有Na₂CO₃，加入鹽酸開始發(fā)生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為1：1，而實際消耗鹽酸體積為50：（200-50）=1：3，故溶質為Na₂CO₃、NaHCO₃，故A錯誤；
B．由圖可知，曲線B中從100mL～150mL發(fā)生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，生成二氧化碳最大時，該階段消耗鹽酸為200mL-100mL=100mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，V（CO₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，根據(jù)碳原子守恒可知該反應生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，即通入的二氧化碳為448mL，故B正確；
C．由圖可知，加入200mLHCl時，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時溶液中溶質為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒可得n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.2L×0.2mol/L=0.04mol，故原溶液中氫氧化鈉的物質的量濃度=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，故C錯誤；
D．曲線C中，前后兩消耗鹽酸體積之比為3：1，結合A的分析可知，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質成分NaOH、Na₂CO₃，產(chǎn)生二氧化碳消耗鹽酸為200mL-150mL=50mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，根據(jù)原子守恒可知n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.01mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=0.04mol-2×0.01mol=0.02mol，故原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.02mol：0.01mol=2：1，故D錯誤，
故選：B．

點評 本題考查混合物的有關計算、化學反應圖象等，難度中等，根據(jù)圖中鹽酸的體積判斷產(chǎn)生二氧化碳前CO₂與NaOH反應過程是解題關鍵，注意守恒思想與方程式的運用．