Question

【題目】取等物質的量濃度的NaOH溶液兩份，每份50mL。向其中分別通入一定量的CO2氣體，隨后各取溶液10mL，并分別加水稀釋到100mL。分別向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，產生CO2氣體的體積(標準狀況)與所加入的鹽酸的體積之間的關系如下圖(a)(b)所示。回答下列問題：

(1)在(a)情況下，溶質為(寫化學式)___________，其物質的量之比是__________，標準狀況下CO2氣體的體積為________。

(2)在(b)情況下，溶質為(寫化學式)____________，標準狀況下CO2氣體的體積為________，原NaOH溶液的物質的量濃度為_________ 。

Answer 1

【答案】 NaOH、Na2CO3 1:1 0.056L NaHCO3 、Na2CO3 0.112L 7.5mol/L

【解析】當生成CO2氣體時，發生反應NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，

（1）（a）中生成CO2氣體至最大，消耗HCl為25mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，將CO32-轉化為HCO3-應消耗HCl為25mL，而圖象中開始生成CO2氣體時消耗HCl體積為50mL，說明該階段還發生反應NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶質為NaOH、Na2CO3，中和NaOH消耗HCl的體積為50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO3和Na2CO3的物質的量之比等于兩個過程分別消耗鹽酸的體積之比，故NaOH、Na2CO3的物質的量之比=25mL：25mL=1：1，根據碳元素守恒可知，從50mL～75mL消耗25mL鹽酸時生成的二氧化碳為10mLNaOH溶液通入CO2氣體的體積，該階段生成二氧化碳為0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的體積=0.0025mol/L×22.4L/mol=0.056L；（2）（b）中生成CO2氣體至最大，消耗HCl為50mL，若二氧化碳與NaOH反應后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，將CO32-轉化為HCO3-應消耗HCl為50mL，而圖象中開始生成CO2氣體時消耗HCl體積為25mL，說明該階段只發生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，且二氧化碳與NaOH反應后溶液中含NaHCO3、Na2CO3，根據碳元素守恒可知，從25mL～75mL消耗50mL鹽酸時生成的二氧化碳為10mLNaOH溶液通入CO2氣體的體積，該階段生成二氧化碳為0.05L×0.1mol/L=0.005mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的體積=0.005mol/L×22.4L/mol=0.112L；（3）加入75mL鹽酸時，溶液中溶質都恰好完全反應，此時溶液為NaCl溶液，根據守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氫氧化鈉溶液的濃度==0.75mol/L，故答案為：0.75mol/L。