Question

【題目】有50mL NaOH溶液，向其中逐漸通入一定量的CO2，隨后取此溶液10mL將其稀釋到100mL，并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液，產生的CO2氣體體積(標準狀況下)與所加入的HCl的體積之間的關系如圖所示：

試

(1)NaOH在吸收CO2氣體后，在甲、乙兩種情況下，所得溶液中存在的溶質是甲：________，其物質的量之比是：________；乙：__________，其物質的量之比是：__________。

(2)且在兩種情況下產生的CO2氣體(標準狀況)各是甲：________mL；乙：_________mL。

(3)原NaOH溶液的物質的量濃度是_________；若以Na2O2固體溶于水配得100mL溶液需稱量Na2O2_______g。

Answer 1

【答案】NaOH，Na2CO3 1:1 NaHCO3和Na2CO3 1:1 56mL 112mL 0.75mol/L 2.9g

【解析】

反應后的溶液中滴加鹽酸，當開始生成CO2氣體時，發生反應NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

(1)(甲)中開始生成CO2氣體至最大，消耗HCl為25mL，之前消耗50mL鹽酸，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，說明該階段還發生反應NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶質為NaOH、Na2CO3，據此計算NaOH、Na2CO3的物質的量之比；

(乙)中開始生成CO2氣體至最大，消耗HCl為50mL，之前消耗25mL鹽酸，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，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，根據反應消耗鹽酸的體積計算NaHCO3、Na2CO3的物質的量之比；

(2)根據碳元素守恒，結合NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑計算生成的二氧化碳的體積；

(3)加入75mL鹽酸時，溶液中溶質只有NaCl，根據元素守恒計算原氫氧化鈉溶液的濃度和需要的過氧化鈉的質量。

反應后的溶液中滴加鹽酸，當開始生成CO2氣體時，發生的反應為NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

(1)根據(甲)圖，開始生成CO2氣體至最大的過程中消耗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，而圖像中開始生成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；

(乙)中開始生成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；Na2CO3轉化為NaHCO3消耗鹽酸體積為25mL，則原溶液中NaHCO3消耗鹽酸體積50mL-25mL=25mol，故NaHCO3、Na2CO3的物質的量之比=25mL∶25mL=1∶1，故答案為：NaOH、Na2CO3，1∶1；NaHCO3、Na2CO3，1∶1；

(2)根據碳元素守恒，(甲)中從50mL～75mL消耗25mL鹽酸時生成二氧化碳，該階段生成的二氧化碳為0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，體積為0.0025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL；而(乙)中從25mL～75mL消耗50mL鹽酸時生成二氧化碳，該階段生成的二氧化碳為0.05L×0.1mol/L=0.005mol，體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，故答案為：56；112；

(3)加入75mL鹽酸時，溶液中溶質都恰好完全反應，此時溶液中只含有NaCl，根據元素守恒可知，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，若以Na2O2固體溶于水配得100mL該溶液，根據鈉離子守恒n(Na2O2)==0.0375mol，則m(Na2O2)=0.0375mol×78g/mol=2.925g，需要稱量2.9g Na2O2，故答案為：0.75mol/L；2.9。