Question

【題目】某化學興趣小組用100mL 1mol/L NaOH溶液完全吸收了a mol CO2后得到溶液A（液體體積無變化）．為了確定溶液A的溶質成分及a值，該興趣小組的同學進行了如下實驗．請幫助他們完成下列相應實驗內容．
（1）[提出假設] 假設Ⅰ：溶液A的溶質為NaOH、Na2CO3；
假設Ⅱ：溶液A的溶質為Na2CO3；
假設Ⅲ：溶液A的溶質為Na2CO3、NaHCO3；
假設Ⅳ：溶液A的溶質為 ．
（2）[實驗過程] （i）甲同學取少量溶液A于試管，再向試管中滴加幾滴酚酞溶液，溶液A變紅，由此得出假設I成立．
（ii）乙同學分析后認為甲同學的實驗結論有誤．請用離子方程式說明乙同學的判斷依據；他進一步提出，應先取少量溶液，向其中加入足量的溶液，來檢驗溶液A是否含 ， 結果加入檢驗溶液后觀察到溶液A變渾濁．
（iii）丙同學為了檢驗溶液A是否還含其它溶質，他將乙同學所得渾濁溶液進行過濾，并把濾液分為兩份，向其中的一份加入稀硫酸，有無色氣體生成，則假設正確．
（iv）為準確測定a值，丁同學取了10mL 溶液A在錐形瓶中，用滴定管向其中加入某濃度的稀硫酸，記錄加入硫酸的體積與生成氣體的情況，并繪制成如圖：則a= ， 所加硫酸的物質的量濃度為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Na2CO3
（2）CO32﹣+H2O?HCO3﹣+OH﹣ 或HCO3﹣+H2O?H2CO3+OH﹣；BaCl2；Na2CO3；Ⅲ； mol；
【解析】解：用100mL 1mol/L NaOH溶液完全吸收了a mol CO2后得到溶液A（液體體積無變化），二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉，溶液中為氫氧化鈉和碳酸鈉，二氧化碳恰好和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉，二氧化碳過濾得到溶液中溶質為碳酸鈉和碳酸氫鈉，二氧化碳足量反應生成碳酸氫鈉；（1）假設Ⅰ：溶液A的溶質為NaOH、Na2CO3；假設Ⅱ：溶液A的溶質為Na2CO3；假設Ⅲ：溶液A的溶質為Na2CO3、NaHCO3；假設Ⅳ：溶液A的溶質為NaHCO3；所以答案是：NaHCO3；（2）（ii）甲同學取少量溶液A于試管，再向試管中滴加幾滴酚酞溶液，溶液A變紅，溶液呈堿性，可能的原因是假設Ⅰ，假設Ⅱ，假設Ⅲ，假設Ⅳ，碳酸鈉溶液中碳酸根離子、碳酸氫根離子水解溶液顯堿性，用離子方程式說明乙同學的判斷依據為：CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣ 或HCO3﹣+H2OH2CO3+OH﹣：他進一步提出，應先取少量溶液，向其中加入足量的氯化鋇溶液，觀察到溶液A變渾濁是為了檢驗溶液A中含有碳酸鈉，所以答案是：CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣ 或HCO3﹣+H2OH2CO3+OH﹣；BaCl2；Na2CO3；（iii）乙同學所得渾濁溶液進行過濾，并把濾液分為兩份，向其中的一份加入稀硫酸，有無色氣體生成，是碳酸氫鈉溶液和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，則含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，假設Ⅲ正確；所以答案是：Ⅲ；（iv）圖像分析可知開始無其消耗硫酸5mL，生成二氧化碳氣體消耗硫酸為10mL，證明含有溶質為等物質的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，依據化學方程式定量關系計算得到，設硫酸濃度為：cmol/L，發生反應為：2Na2CO3+H2SO4=2NaHCO3+Na2SO4 ， 2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O； 依據元素守恒列式計算：100mL 1mol/L NaOH溶液n（NaOH）=0.1mol，取10mL溶液中含有氫氧化鈉物質的量為0.01mol，硫酸濃度為c，
得到0.015L×c×2=0.01mol
c= mol/L，分析圖像可知NaHCO3消耗硫酸10mL，

2NaHCO3+	H2SO4	=	Na2SO4+	2CO2↑+	2H2O
2			1
n			（0.015L﹣0.005L）×

n= mol
100mL溶液中依據碳守恒得到二氧化碳物質的量a= mol×10= mol；
所以答案是： mol； mol/L．