Question

將CO₂通入NaOH溶液中，所得產(chǎn)物隨通入的CO₂的物質(zhì)的量的不同而不同。完成下列填空。
（1）250 mL 1 mol/L的NaOH溶液，最多可吸收CO₂            L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
（2）向250 mL 2 mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO₂，溶液增重4.4 g，將所得溶液蒸干，計(jì)算所得固體中各成分的物質(zhì)的量。
向未知濃度、體積為V L的 NaOH溶液中緩緩?fù)ㄈ胍欢�體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的CO₂，充分反應(yīng)后，在減壓低溫的條件下蒸發(fā)溶液，得到白色固體。
（3）若反應(yīng)中CO₂和NaOH均無剩余，反應(yīng)后向溶液中加入過量的澄清石灰水生成m₁ g 白色沉淀。
①根據(jù)以上數(shù)據(jù)，用代數(shù)式表示CO₂的體積V(CO₂)＝                    。
②根據(jù)以上數(shù)據(jù)，推理計(jì)算出NaOH溶液的濃度范圍。
（4）寫出確定NaOH濃度的實(shí)驗(yàn)步驟，并用代數(shù)式表示NaOH溶液的濃度。（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，只能用題中提供的CO₂和NaOH溶液，不得使用其它化學(xué)試劑。）
實(shí)驗(yàn)步驟：                                     。c(NaOH)＝             。

Answer 1

（1）5.6 L （1分）
（2）Na₂CO₃   0.1 mol ；  NaOH   0.3 mol（4分）
（3）①V(CO₂)＝0.224m₁ L  2分）  ②≤ c(NaOH) ≤ （每種情況各1分，共3分）
（4）取V L NaOH溶液，稱量，緩緩向其中通入CO₂直至恒重，稱量。測(cè)得其增重為m₃ g。（2分）
c(NaOH)＝ mol/L（2分）
或者：取V L NaOH溶液，緩緩向其中通入過量的CO₂，充分反應(yīng)后減壓低溫蒸發(fā)溶液，得固體NaHCO₃，稱其質(zhì)量為m₃ g。（2分）
c(NaOH)＝mol/L（2分） （其它合理答案也給分）

試題分析：（1）250 mL 1 mol/L的NaOH溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.25mol，則根據(jù)方程式NaOH＋CO₂=NaHCO₃可知，最多可吸收CO₂的物質(zhì)的量為0.25mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。
（2）向250 mL 2 mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO₂，溶液增重4.4 g，這說明參加反應(yīng)的CO₂的質(zhì)量是4.4g，物質(zhì)的量為0.1mol。氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.5mol，因此根據(jù)反應(yīng)式2NaOH＋CO₂=Na₂CO₃＋H₂O可知?dú)溲趸�鈉是過量的，所以所得固體為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，其中碳酸鈉0.1mol，氫氧化鈉是0.5mol－0.1mol×2＝0.3mol。
（3）①生成物不論是碳酸鈉還是碳酸氫鈉均能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，則根據(jù)碳元素守恒可知CO₂的物質(zhì)的量是mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為mol×22.4L/mol＝0.224m₁ L。
②如果生成物只有NaHCO₃時(shí)，則根據(jù)原子守恒可知c(NaOH)= ；當(dāng)生成物只有Na₂CO₃時(shí)，同樣依據(jù)原子守恒可知c(NaOH)= ；當(dāng)生成物是Na₂CO₃和NaHCO₃時(shí)，消耗NaOH在上述兩者之間。所以：≤ c(NaOH) ≤ 。
（4）要測(cè)定氫氧化鈉溶液的濃度，則可以將其轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，然后通過稱量其質(zhì)量得出氫氧化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而得出其濃度，或者計(jì)算參加反應(yīng)的二氧化碳質(zhì)量，進(jìn)而得出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，所以正確的實(shí)驗(yàn)步驟可以為：取V L NaOH溶液，稱量，緩緩向其中通入CO₂直至恒重，稱量。測(cè)得其增重為m₃ g。由于增加的質(zhì)量即為參加反應(yīng)的CO₂質(zhì)量，所以根據(jù)原子守恒可知碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量也是，所以其濃度為。或者取V L NaOH溶液，緩緩向其中通入過量的CO₂，充分反應(yīng)后減壓低溫蒸發(fā)溶液，得固體NaHCO₃，稱其質(zhì)量為m₃ g。則碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為，則根據(jù)原子守恒可知?dú)溲趸�鈉的物質(zhì)的量也是，所以其濃度為。