Question

5．将露置于空气中的某氢氧化钠固体样品溶于水，向所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成的CO₂（标准状况）与加入的盐酸体积有如图关系（不考虑CO₂在水中的溶解）
（1）图象中V（HCl）在0～150mL区间内发生反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃．
（2）盐酸的物质的量浓度为0.4mol/L．
（3）该样品中NaOH与Na₂CO₃的物质的量之比为2：1．

Answer 1

分析 （1）因为碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，与碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳消耗盐酸的物质的量相等，所以由图可知V（HCl）在0～100mL区间内发生反应的化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；在100～150mL区间内发生反应的化学方程式为Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；
（2）加入150mL～200mL盐酸，发生反应：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，根据生成二氧化碳计算n（HCl），再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（3）加入200mL盐酸时，生成0.448L二氧化碳，此时溶液中溶质为NaCl，由氯离子守恒计算n（NaCl），根据碳元素守恒计算n（Na₂CO₃），根据钠离子守恒计算n（NaOH），据此解答．

解答 解：（1）因为碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，与碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳消耗盐酸的物质的量相等，所以由图可知V（HCl）在0～100mL区间内发生反应的化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；在100～150mL区间内发生反应的化学方程式为Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
故答案为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃；
（2）加入150mL～200mL盐酸，消耗盐酸体积=200mL-150mL=50mL，生成0.448L二氧化碳，其物质的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，则：
NaHCO₃ +HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，
  1        1
n（HCl） 0.02mol
则n（HCl）=0.02mol，则c（HCl）=$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
故答案为：0.4；
（3）加入200mL盐酸时，生成0.448L二氧化碳，此时溶液中溶质为NaCl，
由氯离子守恒可知n（NaCl）=0.2L×0.4mol/L=0.08mol，
根据碳元素守恒n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.02mol，
根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaCl）-2n（Na₂CO₃）=0.08mol-0.02mol×2=0.04mol，
故该样品中NaOH与Na₂CO₃物质的量之比=0.04mol：0.02mol=2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题以图象形式考查化学方程式计算，明确发生的反应是解题关键，注意（3）中利用守恒思想进行解答．