Question

向300mL某浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量CO₂气体，充分反应后将溶液小心蒸干，得到白色固体．
（1）由于通入CO₂的量不同，得到的白色固体组成也不同．请按要求完成下表：

物质的量比：x= n(NaOH) n(CO2)	白色固体组成
x＞2	NaOH和Na2CO3
x=2
1＜x＜2
x≤1	NaHCO3

（2）当通入CO₂为2.24L（标准状况），得到9.5g白色固体，那么所用NaOH溶液的物质的量浓度为

 

mol/L．
（3）若通入CO₂为V L（标准状况），得到N g白色固体，当

V

N

=0.1时，白色固体的组成为

 

，其质量为

 

g（计算结果精确到0.1g）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,物质的量的相关计算,物质的量浓度的相关计算

专题：计算题

分析：（1）发生反应：①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃，可知：
当

n(NaOH)

n(CO2)

＞2时，发生反应①，NaOH有剩余；
当

n(NaOH)

n(CO2)

=2时，发生反应①，NaOH与二氧化碳恰好反应；
当

n(NaOH)

n(CO2)

=1时，发生反应②，NaOH与二氧化碳恰好反应；
当1＜

n(NaOH)

n(CO2)

＜2时，发生反应①、②；
当

n(NaOH)

n(CO2)

＜1时，发生反应②，二氧化碳有剩余；
（2）假设二氧化碳完全生成碳酸钠，计算碳酸钠质量，假设完全反应生成碳酸氢钠，计算碳酸氢钠的质量，据此判断9.5g时固体的成分，进而计算解答；
（3）根据（2）中极限法确定

V

N

=0.1时生成物的成分，进而计算解答．

解答： 解：（1）（1）发生反应：①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、②CO₂+NaOH=NaHCO₃，可知：
当

n(NaOH)

n(CO2)

=2时，发生反应①，NaOH与二氧化碳恰好反应，溶液中溶质为Na₂CO₃；
当

n(NaOH)

n(CO2)

=1时，发生反应②，NaOH与二氧化碳恰好反应；
当1＜

n(NaOH)

n(CO2)

＜2时，发生反应①、②，溶液中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃；
故答案为：Na₂CO₃；Na₂CO₃、NaHCO₃；
（2）22.4LCO₂的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，假设二氧化碳完全生成碳酸钠，根据C原子守恒可知，碳酸钠质量=0.1mol×106g/mol=10.6g，
假设完全反应生成碳酸氢钠，根据C原子守恒可知，碳酸氢钠的质量=0.1mol×84g/mol=8.4g，
∵10.6g＞9.5g＞8.4g，
∴得到的白色固体是 Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，
设白色固体中 Na₂CO₃ 为x mol，NaHCO₃ 为y mol，则：

x+y=0.1 106x+84y=9.5

，解得x=0.05、y=0.05，
根据钠离子守恒可知n（NaOH）=0.05mol×2+0.05mol=0.15mol，
故c（NaOH）=

0.15mol

0.3L

=0.5mol/L，
故答案为：0.5；
（3）根据（2）中可知，假设二氧化碳完全生成碳酸钠时，可知

V

N

=

22.4

10.6

=2.1，假设完全反应生成碳酸氢钠时，可知

V

N

=

22.4

8.4

=2.7，由于实际

V

N

=0.1，故不可能是Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，所以是Na₂CO₃和NaOH的混合物，
由碳元素守恒可知，n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

VL

22.4L/mol

=

V

22.4

mol，由钠离子守恒可知n_剩余（NaOH）=0.15mol-2×

V

22.4

mol=（0.15-

V

11.2

）mol，
故[（0.15-

V

11.2

）×40+

V

22.4

×106]×0.1=V，解得V=

112

165

，所以所得固体质量N=10V=10×

112

165

g=6.8g，
故答案为：Na₂CO₃和NaOH；6.8g．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度较大，根据反应的化学方程式判断可能的反应产物，（2）（3）注意利用极限法确定固体组成是关键，再根据守恒思想解答．