Question

19．取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液兩份，每份50mL．向其中分別通入一定量的CO₂氣體，隨后各取溶液10mL，并分別加水稀釋到100mL．分別向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO₂氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）與所加入的鹽酸的體積之間的關(guān)系如下圖（a）（b）所示．回答下列問題：

（1）在（a）情況下，溶質(zhì)為（寫化學(xué)式）NaOH、Na₂CO₃，其物質(zhì)的量之比是1：1，標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂氣體的體積為0.056L．
（2）在（b）情況下，溶質(zhì)為（寫化學(xué)式）NaHCO₃、Na₂CO₃，標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂氣體的體積為0.112L，原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L．

Answer 1

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

解答 解：當(dāng)生成CO₂氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
（1）（a）中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為25mL，所以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂氣體的體積為0.1mol/L×0.025L×22.4L/mol=0.056L，若二氧化碳與NaOH反應(yīng)后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應(yīng)消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時(shí)消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發(fā)生反應(yīng)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(gè)過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaOH、Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為25mL：25mL=1：1，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；1：1；0.056L；
（2）（b）中生成CO₂氣體至最大，消耗HCl為50mL，所以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂氣體的體積為0.1mol/L×0.05L×22.4L/mol=0.112L，若二氧化碳與NaOH反應(yīng)后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為HCO₃^-應(yīng)消耗HCl為50mL，而圖象中開始生成CO₂氣體時(shí)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(yīng)后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃，加入75mL鹽酸時(shí)，溶液中溶質(zhì)都恰好完全反應(yīng)，此時(shí)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：NaHCO₃、Na₂CO₃；0.112L；0.75mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，題目難度較大，根據(jù)消耗鹽酸的體積分析圖象中各階段發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵．