Question

標(biāo)況下，在100 mL 0.1mol?L^-1某NaOH溶液中通入一定量CO₂后，再向所得溶液中滴加某濃度的稀鹽酸，滴加鹽酸的體積與生成氣體的情況如圖所示．（假設(shè)生成的CO₂全部逸出）．求：
（1）該稀鹽酸物質(zhì)的量濃度c（HCl）；
（2）滴加稀鹽酸至50mL時(shí)共產(chǎn)生氣體體積；
（3）滴加鹽酸前溶液中所含溶質(zhì)的成分及各自的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）當(dāng)向100mL 0.1mol/L的NaOH溶液中通入一定量的CO₂氣體后，可能發(fā)生的反應(yīng)有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃兩種可能的情況，通過(guò)圖象關(guān)系，當(dāng)向溶液中加鹽酸的體積30mL時(shí)，無(wú)氣體出現(xiàn)，說(shuō)明此段內(nèi)發(fā)生了如下反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O或HCl+Na₂CO₃═NaHCO₃+NaCl；當(dāng)加入50mL鹽酸時(shí)生成的二氧化碳達(dá)到最大量，反應(yīng)結(jié)束，此時(shí)溶質(zhì)為氯化鈉，可以根據(jù)氯原子、鈉原子守恒計(jì)算出消耗氯化氫的總物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算出該稀鹽酸的濃度；
（2）生成二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)方程式為：NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl，根據(jù)圖象可知生成二氧化碳總共消耗該稀鹽酸20mL，根據(jù)n=cV計(jì)算出氯化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出生成二氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計(jì)算出生成的標(biāo)況下的二氧化碳的體積；
（3）反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w前可能發(fā)生的反應(yīng)有：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl、NaOH+HCl=NaCl+H₂O，生成二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl，
根據(jù)圖象可知，反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w前消耗了30mL鹽酸，反應(yīng)生成二氧化碳消耗了20mL鹽酸，說(shuō)明氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NaOH和Na₂CO₃，
根據(jù)生成二氧化碳的物質(zhì)的量及碳原子守恒可以計(jì)算出碳酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)二者生成二氧化碳?xì)怏w前消耗氯化氫的物質(zhì)的量可以計(jì)算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算出二者的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）當(dāng)向100mL 0.1mol/L的NaOH溶液中通入一定量的CO₂氣體后，可能發(fā)生的反應(yīng)有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃兩種可能的情況，通過(guò)圖象關(guān)系，當(dāng)向溶液中加鹽酸的體積30mL時(shí)，無(wú)氣體出現(xiàn)，說(shuō)明此段內(nèi)發(fā)生了如下反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O或HCl+Na₂CO₃═NaHCO₃+NaCl；當(dāng)加入50mL鹽酸時(shí)生成的二氧化碳達(dá)到最大量，反應(yīng)結(jié)束，此時(shí)溶質(zhì)為氯化鈉，
根據(jù)氯原子、鈉原子守恒可得：HCl～NaCl～NaOH，所以反應(yīng)消耗鹽酸的物質(zhì)的量為：n（HCl）=n（NaOH）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，該稀鹽酸的濃度為：c（HCl）=

0.01mol

0.05L

=0.2mol/L，
答：該稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L；
（2）生成二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl，根據(jù)圖象可知生成二氧化碳總共消耗該稀鹽酸體積為：（50-30）mL=20mL，消耗氯化氫的物質(zhì)的量為：n（HCl）=0.2mol/L×0.02L=0.004mol，
根據(jù)反應(yīng)NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl可知，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.004mol，
標(biāo)況下0.004mol二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.004mol=89.6mL，
故答案為：生成標(biāo)況下二氧化碳的體積為89.6mL；
（3）反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w前可能發(fā)生的反應(yīng)有：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl、NaOH+HCl=NaCl+H₂O，生成二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl，
根據(jù)圖象可知，反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w前消耗了30mL鹽酸，反應(yīng)生成二氧化碳過(guò)程中消耗了20mL鹽酸，說(shuō)明滴加鹽酸前溶液中所含溶質(zhì)為NaOH和Na₂CO₃，
根據(jù)C原子守恒，碳酸鈉的物質(zhì)的量為：n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.004mol，
0.004mol碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl消耗氯化氫的物質(zhì)的量為：0.004mol，
則NaOH消耗氯化氫的物質(zhì)的量為：0.2mol/L×0.03L-0.004mol=0.002mol，根據(jù)反應(yīng)NaOH+HCl=NaCl+H₂O可知，反應(yīng)消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.002mol，
則滴加鹽酸前溶液中所含溶質(zhì)的成分為Na₂CO₃、NaOH，濃度分別為：c（Na₂CO₃）=

0.04mol

0.01L

=0.4mol/L，c（NaOH）=

0.002mol

0.01L

=0.2mol/L，
答：滴加鹽酸前溶液中所含溶質(zhì)的成分為Na₂CO₃、NaOH，濃度分別為：c（Na₂CO₃）=0.4mol/L，c（NaOH）=0.2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，正確分析圖象中曲線變化的含義為解答本題的關(guān)鍵，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，根據(jù)生成二氧化碳前后消耗鹽酸的體積大小可以判斷滴加鹽酸前溶液的溶質(zhì)成分，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．