Question

【题目】取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，每份50mL。向其中分别通入一定量的CO2气体，随后各取溶液10mL，并分别加水稀释到100mL。分别向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况)与所加入的盐酸的体积之间的关系如下图(a)(b)所示。回答下列问题：

(1)在(a)情况下，溶质为(写化学式)___________，其物质的量之比是__________，标准状况下CO2气体的体积为________。

(2)在(b)情况下，溶质为(写化学式)____________，标准状况下CO2气体的体积为________，原NaOH溶液的物质的量浓度为_________ 。

Answer 1

【答案】 NaOH、Na2CO3 1:1 0.056L NaHCO3 、Na2CO3 0.112L 7.5mol/L

【解析】当生成CO2气体时，发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，

（1）（a）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na2CO3的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，根据碳元素守恒可知，从50mL～75mL消耗25mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，该阶段生成二氧化碳为0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积=0.0025mol/L×22.4L/mol=0.056L；（2）（b）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO3、Na2CO3，根据碳元素守恒可知，从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，该阶段生成二氧化碳为0.05L×0.1mol/L=0.005mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积=0.005mol/L×22.4L/mol=0.112L；（3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度==0.75mol/L，故答案为：0.75mol/L。