Question

向100mL、2mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO₂气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体．请回答下列问题：
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固体的组成和质量也不同，试通过推断和计算填写下表．（可不填满，也可增加行）

标准状况V（CO2）/L	所得固体组成（填化学式）	所得固体质量m/g

（2）若得到13.7g 的白色固体．则此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用通入CO₂在标准状况下的体积为多少升？

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

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；
结合方程式计算生成固体的质量；
（2）根据（1）各情况下固体的质量判断13.7g白色固体的组成，利用钠离子守恒及固体质量列方程计算各成分质量，再根据碳原子守恒计算二氧化碳的体积．

解答： 解：（1）NaOH的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，其质量为0.2mol×40g/mol=8g，
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，固体为：NaOH、Na₂CO₃，此时n（CO₂）＜

0.2mol

2

=0.1mol，即0＜V（CO₂）＜2.24L，固体最大质量＜0.1mol×106g/mol=10.6g，即8＜m＜10.6；
当n（NaOH）：n（CO₂）=2时，发生反应①，NaOH与二氧化碳恰好反应，固体为Na₂CO₃，此时n（CO₂）=

0.2mol

2

=0.1mol，即V（CO₂）=2.24L，固体质量=0.1mol×106g/mol=10.6g，即m=10.6；
当n（NaOH）：n（CO₂）=1时，发生反应②，NaOH与二氧化碳恰好反应，固体为NaHCO₃，此时n（CO₂）=0.2mol，即V（CO₂）=4.48L，固体质量=0.2molol×84g/mol=16.8g，即m=16.8；
当1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2时，发生反应①、②，固体为Na₂CO₃、NaHCO₃，产生0.1＜n（CO₂）＜0.2，即2.24＜V（CO₂）＜4.48，10.6＜m＜16.8；
当n（NaOH）：n（CO₂）＜1时，发生反应②，二氧化碳有剩余，固体为NaHCO₃，此时n（CO₂）＞0.2mol，即V（CO₂）=4.48L，固体质量=0.2molol×84g/mol=16.8g，即m=16.8，
故答案为：

标准状况V（CO2）L	所得固体组成（填化学式）	所得固体质量mg
0＜V＜2.24	NaOH、Na2CO3	8＜m＜10.6
V=2.24	Na2CO3	m=10.6
2.24＜V＜4.48	Na2CO3、NaHCO3	10.6＜m＜16.8
V≥4.48	NaHCO3	m=16.8

；
（2）根据上表知13.7g白色固体由Na₂CO₃、NaHCO₃组成，
设Na₂CO₃物质的量为xmol，NaHCO₃物质的量为ymol，
由钠元素守恒得：2x+y=0.2
由二者质量得：106x+84y=13.7
解得：x=0.05    y=0.1
故m（Na₂CO₃）=0.05mol×106g/mol=5.3g
m（NaHCO₃）=0.1mol×84g/mol=8.4g
由碳元素守恒，n（CO₂）=n（Na₂CO₃0+n（NaHCO₃）=0.15mol，故V（CO₂）=0.15mol×22.4L/mol=3.36L，
答：m（Na₂CO₃）=5.3g，m（NaHCO₃）=8.4g；3.36L．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，关键是根据反应的化学方程式判断可能的反应产物，再根据方程式计算．