Question

【题目】取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份100 mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：

（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为________。

（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为________ L。

（3）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________________，其物质的量之比为________。

（4）曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________________，其物质的量之比为________。

Answer 1

【答案】 0.075 mol·L－1 0.0336 NaOH、Na2CO3 3∶1 Na2CO3、NaHCO3　 1∶1

【解析】（1）加入75mL盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液。根据氯离子、钠离子守恒，所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075ml×0.1mol/L=0.0075mol，所以c（NaOH）==0.075mol/L；（2）CO2与NaOH反应为①CO2+NaOH=NaHCO3，②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，当n（CO2）：n（NaOH）≥1，反应按①进行，n（CO2）：n（NaOH）=1时，CO2、NaOH恰好反应生成NaHCO3；n（CO2）：n（NaOH）>1时，生成生成NaHCO3，CO2有剩余；当＜n（CO2）：n（NaOH）＜1，反应按①②进行，CO2、NaOH反应，无剩余，生成物为NaHCO3、Na2CO3；当n（CO2）：n（NaOH）≤，反应按②进行，等于，时，CO2、NaOH恰好反应生成Na2CO3；小于时，生成Na2CO3，NaOH有剩余；由曲线A可知从60ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应，反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，所以n（NaHCO3）=n（HCl）=（0.075-0.06）L×0.1mol/L=1.5×10-3mol，根据C原子守恒，所以n（CO2）=n（NaHCO3）=1.5×10-3mol，由（1）可知，n（NaOH）=0.0075mol，所以n（CO2）：n（NaOH）=1.5×10-3mol：0.0075mol=1：5，小于1：2，所以反应按②进行，NaOH有剩余，溶液中溶质为Na2CO3和NaOH。

(2)根据C原子守恒，所以n（Na2CO3）=n（CO2）=1.5×10-3mol，V（CO2）=1.5×10-3mol×22.4L/mol=0.0336L；

(3)再根据钠离子守恒，得溶液中氢氧化钠的物质的量为0.0075mol-1.5×10-3mol×2=0.0045mol，所以溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.0045mol：1.5×10-3mol=3：1；

（4）由曲线B可知从25ml到75ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，反应方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，所以n（NaHCO3）=n（HCl）=（0.075ml-0.025ml）×0.1mol/L=0.005mol，由（1）可知，n（NaOH）=0.0075mol，所以n（CO2）：n（NaOH）=0.005mol：0.0075mol=2：3，大于1：2，小于1，所以反应按①②进行，CO2、NaOH反应，无剩余，生成物为NaHCO3、Na2CO3；根据钠原子守恒，所以n（Na2CO3）+ n（NaHCO3）=0.0075mol，而n（NaHCO3）=0.005mol，则 n（Na2CO3）=0.005mol，故Na2CO3、NaHCO3物质的量之比为1：1。