Question

【題目】取一定物質的量濃度的 NaOH 溶液 100 mL，向其中通入一定量的 CO2 氣體，得到溶液 A，向A 中逐滴緩慢加入 2.00mol/L 的 HCl 溶液,產生的 CO2 氣體體積 (標準狀況)與所加 HCl 溶液的體積之間關系如圖所示,請回答(結果留三位有效數字)：

(1)A 溶液中的溶質_________。(用化學式表示)

(2)通入的 CO2 的體積(標準狀況)為______L。

(3)原 NaOH 溶液的物質的量濃度_____mol/L。

Answer 1

【答案】NaOH、Na2CO3 1.12 1.50

【解析】

CO2與NaOH溶液反應有如下兩種“邊界”情況：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O…①；CO2+NaOH=NaHCO3…②；
故反應后溶液中溶質的成分可有如下四種可能：Na2CO3和NaOH、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3；
當將稀鹽酸逐滴滴到碳酸鈉溶液中時，Na2CO3跟鹽酸的反應是分步進行的：
Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl…③
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑…④
并且可以看出，當反應完全進行時，兩個過程消耗HCl的量相等。
若溶液中還有氫氧化鈉，則首先發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H2O…⑤
50mL～75mL發生的反應為HCO3-+H+=H2O+CO2↑，小于50mL，說明加入鹽酸50mL前發生的反應分別為H++OH-=H2O，
CO32-+H+=HCO3-，結合反應的離子方程式和質量守恒的角度解答該題。

CO2與NaOH溶液反應有如下兩種“邊界”情況：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O…①；CO2+NaOH=NaHCO3…②；
故反應后溶液中溶質的成分可有如下四種可能：Na2CO3和NaOH、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3；
當將稀鹽酸逐滴滴到碳酸鈉溶液中時，Na2CO3跟鹽酸的反應是分步進行的：
Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl…③
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑…④
并且可以看出，當反應完全進行時，兩個過程消耗HCl的量相等。
若溶液中還有氫氧化鈉，則首先發生反應：NaOH+HCl=NaCl+H2O…⑤
分析題中的圖象：
設反應產生CO2之前消耗鹽酸的體積為V1，從開始產生CO2至反應結束消耗鹽酸的體積為V2。

（1）V1=50mL，V2=75mL-50mL=25mL＜V1，據此判斷溶液中溶質的成分是Na2CO3和NaOH。

故答案為：Na2CO3和NaOH；
（2）50mL～75mL發生的反應為HCO3-+H+=H2O+CO2↑，n（HCl）=0.025L×2.00mol/L=0.05mol，
則V（CO2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12；
（3）當加入鹽酸75mL時，溶液溶質為NaCl，此時n（Na+）=n（HCl）=0.075L×2.00mol/L=0.150mol，
所以n（NaOH）=0.150mol，
c（NaOH）==1.50mol/L，
故答案為：1.50。