Question

【题目】向100 mL氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳气体充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸，产生二氧化碳的体积(标准状况下)与所加盐酸体积之间的关系如图所示：

据图回答下列问题：

（1）原NaOH溶液的浓度为____________；

（2）标准状况下，通入CO2体积是____________；

（3）所得溶液中溶质的成分和物质的量之比为_______________________（溶质成分用化学式表示）。

Answer 1

【答案】0.2 mol/L 0.336 L n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:2

【解析】

过程中发生的反应：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O、NaOH+CO2＝NaHCO3、Na2CO3+HCl＝NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O，由图可知0～25mL是碳酸钠与盐酸反应，而25mL～100mL是盐酸与碳酸氢钠反应，当100mL时是单一溶质NaCl，根据组成，则n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），由此分析解答。

（1）根据Na2CO3+HCl＝NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O结合图像可知0～25mL是碳酸钠与盐酸反应，而25mL～100mL是盐酸与碳酸氢钠反应，当100mL时是单一溶质NaCl，则根据原子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=0.02mol，所以原NaOH溶液的物质的量浓度为0.02mol÷0.1L=0.2mol/L；

（2）25mL～100mL是盐酸与碳酸氢钠反应，消耗盐酸的物质的量是0.075L×0.2mol/L＝0.015mol，则根据方程式方程式NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O可知生成二氧化碳是0.015mol，在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol＝0.336L；

（3）根据Na2CO3+HCl＝NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O结合图像可知0～25mL是碳酸钠与盐酸反应，而25mL～100mL是盐酸与碳酸氢钠反应，即通入CO2后所得溶液的溶质成分为碳酸钠和碳酸氢钠，根据图像中消耗盐酸的体积可知二者的物质的量之比为：25：（100-25-25）=1：2，所以n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:2。