Question

12．將一定體積的CO₂通入到一定濃度的NaOH溶液中，為了測定其溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1mol•L^-1鹽酸．所加入鹽酸的體積與產生CO₂氣體體積（標準狀況）的關系如圖所示．

（1）寫出OA段所發(fā)生反應的離子方程式：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（2）當加入35mL鹽酸時，所產生的CO₂的體積是224mL（標準狀況）．
（3）溶液中所含的物質有氫氧化鈉和碳酸鈉，其物質的量之比為1：4．

Answer 1

分析 （1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體；
（3）溶液中所含的物質有碳酸鈉和氫氧化鈉，由圖可知氫氧化鈉消耗鹽酸的體積為5ml，而碳酸鈉生成碳酸氫鈉消耗鹽酸為：20ml，碳酸鈉和氫氧化鈉與鹽酸都是1：1反應，所以其物質的量之比等于消耗鹽酸的體積之比．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段0～5mL先發(fā)生酸堿中和，其離子反應方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉，其離子反應方程式為CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體，設生成二氧化碳的物質的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質的量為（35-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.01mol，則
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
              1       1
           0.01mol    n
，所以n=0.01mol，標準狀況下其體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故答案為：224；
（3）溶液中所含的物質有碳酸鈉和氫氧化鈉，由圖可知氫氧化鈉消耗鹽酸的體積為5ml，而碳酸鈉生成碳酸氫鈉消耗鹽酸為：20ml，碳酸鈉和氫氧化鈉與鹽酸都是1：1反應，所以其物質的量之比等于消耗鹽酸的體積之比，則物質的量之比為5：20=1：4，故答案為：氫氧化鈉和碳酸鈉；1：4．

點評 本題考查混合物計算，根據消耗鹽酸的體積判斷圖象中各階段發(fā)生的反應是解答的關鍵，側重考查學生分析思維能力，難度大．