Question

【题目】取一定物质的量浓度的 NaOH 溶液 100 mL，向其中通入一定量的 CO2 气体，得到溶液 A，向A 中逐滴缓慢加入 2.00mol/L 的 HCl 溶液,产生的 CO2 气体体积 (标准状况)与所加 HCl 溶液的体积之间关系如图所示,请回答(结果留三位有效数字)：

(1)A 溶液中的溶质_________。(用化学式表示)

(2)通入的 CO2 的体积(标准状况)为______L。

(3)原 NaOH 溶液的物质的量浓度_____mol/L。

Answer 1

【答案】NaOH、Na2CO3 1.12 1.50

【解析】

CO2与NaOH溶液反应有如下两种“边界”情况：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O…①；CO2+NaOH=NaHCO3…②；
故反应后溶液中溶质的成分可有如下四种可能：Na2CO3和NaOH、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3；
当将稀盐酸逐滴滴到碳酸钠溶液中时，Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的：
Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl…③
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑…④
并且可以看出，当反应完全进行时，两个过程消耗HCl的量相等。
若溶液中还有氢氧化钠，则首先发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O…⑤
50mL～75mL发生的反应为HCO3-+H+=H2O+CO2↑，小于50mL，说明加入盐酸50mL前发生的反应分别为H++OH-=H2O，
CO32-+H+=HCO3-，结合反应的离子方程式和质量守恒的角度解答该题。

CO2与NaOH溶液反应有如下两种“边界”情况：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O…①；CO2+NaOH=NaHCO3…②；
故反应后溶液中溶质的成分可有如下四种可能：Na2CO3和NaOH、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3；
当将稀盐酸逐滴滴到碳酸钠溶液中时，Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的：
Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl…③
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑…④
并且可以看出，当反应完全进行时，两个过程消耗HCl的量相等。
若溶液中还有氢氧化钠，则首先发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O…⑤
分析题中的图象：
设反应产生CO2之前消耗盐酸的体积为V1，从开始产生CO2至反应结束消耗盐酸的体积为V2。

（1）V1=50mL，V2=75mL-50mL=25mL＜V1，据此判断溶液中溶质的成分是Na2CO3和NaOH。

故答案为：Na2CO3和NaOH；
（2）50mL～75mL发生的反应为HCO3-+H+=H2O+CO2↑，n（HCl）=0.025L×2.00mol/L=0.05mol，
则V（CO2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：1.12；
（3）当加入盐酸75mL时，溶液溶质为NaCl，此时n（Na+）=n（HCl）=0.075L×2.00mol/L=0.150mol，
所以n（NaOH）=0.150mol，
c（NaOH）==1.50mol/L，
故答案为：1.50。