Question

【題目】露置于空氣中的某氫氧化鈉固體樣品溶于水，向所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，生成的CO2（標準狀況）與加入的鹽酸體積的關系如圖所示（不考慮CO2在水中的溶解）。

（1）寫出 0～150mL 段發生反應的離子方程式為：____________；150mL ～200mL段發生反應的離子方程式為：___________________；

（2）所用鹽酸的物質的量濃度為_______________；

（3）將上述氫氧化鈉固體樣品溶于水，所形成溶液的溶質為___________、_________（寫化學式），其物質的量分別為 ____________、_______________。

Answer 1

【答案】OH－+H+=H2O、CO32－+H＋=HCO3－ HCO3-+H+ =CO2+H2O 0.4 molL-1 NaOH Na2CO3 0.04 mol 0.02 mol

【解析】

(1)因為碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉，與碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳消耗鹽酸的物質的量相等，所以由圖可知V(HCl)在0～100mL區間內發生反應的化學方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O；在100～150mL區間內發生反應的化學方程式為Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；在150～200mL區間內發生反應的化學方程式為NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；

(2)加入150mL～200mL鹽酸，發生反應：NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O，根據生成二氧化碳計算n(HCl)，再根據c=計算；

(3)加入200mL鹽酸時，生成0.448L二氧化碳，此時溶液中溶質為NaCl，由氯離子守恒計算n(NaCl)，根據碳元素守恒計算n(Na2CO3)，根據鈉離子守恒計算n(NaOH)，據此解答。

(1)因為碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉，與碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳消耗鹽酸的物質的量相等，則由圖可知V(HCl)在0～100mL區間內發生反應的離子方程式為：OH－+H+=H2O；在100～150mL區間內發生反應的離子方程式為CO32－+H＋=HCO3－；在150～200mL區間內發生反應的化學方程式為HCO3-+H+ =CO2↑+H2O；

(2)加入150mL～200mL鹽酸，消耗鹽酸體積=200mL-150mL=50mL，生成0.448L二氧化碳，其物質的量==0.02mol，結合NaHCO3 +HCl═NaCl+CO2↑+H2O可知參加反應的HCl的物質的量為0.02mol，則鹽酸溶液的物質的量濃度為=0.4mol/L；

(3)由(1)的解析可知氫氧化鈉固體樣品中含有NaOH和Na2CO3，則固體樣品溶于水，所形成溶液的溶質為NaOH、Na2CO3；加入200mL鹽酸時，生成0.448L二氧化碳，此時溶液中溶質為NaCl，由氯離子守恒可知n(NaCl)=0.2L×0.4mol/L=0.08mol，則根據碳元素守恒n(Na2CO3)=n(CO2)=0.02mol，根據鈉離子守恒n(NaOH)=n(NaCl)-2n(Na2CO3)=0.08mol-0.02mol×2=0.04mol。