Question

12．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漸加入0.2mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO₂的體積與所加鹽酸體積之間關系如下圖所示．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 原NaOH溶液的濃度為0.2mol/L
• B． B燒杯中通入CO₂體積為448ml
• C． 通入CO₂后，不能確定A燒杯中的溶質
• 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）=2：1

Answer 1

分析 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，可發(fā)生CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，反應后溶液可能有四種情況，①NaOH和Na₂CO₃，②Na₂CO₃，③Na₂CO₃和NaHCO₃，④全部為NaHCO₃，加入鹽酸，首先發(fā)生NaOH+HCl=NaCl+H₂O、其次發(fā)生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，最后發(fā)生產(chǎn)生氣體NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，結合產(chǎn)生氣體前后消耗鹽酸的體積大小進行判斷．

解答 解：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，可發(fā)生CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，反應后溶液可能有四種情況，①NaOH和Na₂CO₃，②Na₂CO₃，③Na₂CO₃和NaHCO₃，④全部為NaHCO₃，加入鹽酸，首先發(fā)生NaOH+HCl=NaCl+H₂O、其次發(fā)生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，最后發(fā)生產(chǎn)生氣體NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
A．由圖可知，加入100mLHCl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）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，故原溶液中氫氧化鈉的物質的量濃度=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，故A正確；
B．曲線B中，從50mL～100mL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100mL-50mL=50mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，V（CO₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，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224mL，故B錯誤；
C．由圖象可知，生成氣體前后消耗鹽酸的體積比為1：3，說明NaHCO₃與HCl反應消耗多，則A中溶質應為Na₂CO₃和NaHCO₃，可確定，故C錯誤；
D．曲線C中，從75mL～100mL發(fā)生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，該階段消耗鹽酸為25mL，若NaHCO₃完全由反應Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl轉化得到，根據(jù)方程式可知，需要消耗鹽酸25mL，而產(chǎn)生二氧化碳時消耗鹽酸為75mL，大于25mL，說明0mL～75mL階段鹽酸還與氫氧化鈉反應，即原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質成分NaOH、Na₂CO₃，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.025L×0.2mol/L=0.005mol，根據(jù)原子守恒可知n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.005mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=0.02mol-2×0.005mol=0.01mol，故原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.01mol：0.005mol=2：1，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查混合物的有關計算、化學反應圖象等，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，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，難度中等．