Question

11．有50mlNaOH溶液，向其中逐漸加入一定量的CO₂，隨后取此溶液10ml將其稀釋至100ml，并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的HCl溶液，產(chǎn)生CO₂氣體的體積（標準狀況）與所加入鹽酸的體積之間的關(guān)系如圖所示：

（1）甲溶液中的溶質(zhì)是NaOH、Na₂CO₃，其物質(zhì)的量之比為1：1．
（2）乙溶液中的溶質(zhì)是NaHCO₃、Na₂CO₃，其物質(zhì)的量之比為1：1．
（3）原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L．

Answer 1

分析 當生成CO₂氣體時，發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（1）甲中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為25mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發(fā)生反應NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃，中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，根據(jù)反應消耗鹽酸的體積計算NaOH、Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比；
（2）乙中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為50mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應消耗HCl為50mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為25mL，說明該階段只發(fā)生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且二氧化碳與NaOH反應后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃；中和Na₂CO₃消耗HCl的體積為25mL，根據(jù)反應消耗鹽酸的體積計算NaHCO₃、Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比；
（3）加入75mL鹽酸時，溶液中溶質(zhì)都恰好完全反應，此時溶液為NaCl溶液，根據(jù)守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），進而計算原氫氧化鈉溶液的濃度．

解答 解：當生成CO₂氣體時，發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（1）甲中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為25mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發(fā)生反應NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃，中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比等于兩個過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaOH、Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比=25mL：25mL=1：1；
故答案為：NaOH、Na₂CO₃，1：1；
（2）乙中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為50mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應消耗HCl為50mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時消耗HCl體積為25mL，說明該階段只發(fā)生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且二氧化碳與NaOH反應后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃；中和Na₂CO₃消耗HCl的體積為25mL，由方程式可知NaHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比等于兩個過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaHCO₃、Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比=25mL：25mL=1：1；
故答案為：NaHCO₃、Na₂CO₃；1：1；
（3）加入75mL鹽酸時，溶液中溶質(zhì)都恰好完全反應，此時溶液為NaCl溶液，根據(jù)守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氫氧化鈉溶液的濃度=$\frac{0.0075mol}{0.01L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L．

點評 本題考查混合物的計算，根據(jù)消耗鹽酸的體積分析圖象中各階段發(fā)生的反應，進而判斷氫氧化鈉與二氧化碳反應的溶質(zhì)是關(guān)鍵，題目難度較大，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力．