Question

3．濃度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三個(gè)燒杯中，分別向三份溶液中通入不等量的CO₂，充分反應(yīng)后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 通入CO₂后，A燒杯中的溶質(zhì)成分是Na₂CO₃
• B． B燒杯中通入的CO₂體積為448 mL
• C． 原NaOH溶液的濃度為0.2 mol/L
• D． 通入CO₂后，C燒杯中溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=1：2

Answer 1

分析 A．若溶質(zhì)只有Na₂CO₃，加入鹽酸開始發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為1：1，而實(shí)際消耗鹽酸體積為50：（200-50）=1：3，故溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃；
B．由圖可知，曲線B中從100mL～200mL發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)消耗的鹽酸計(jì)算生成二氧化碳的體積，根據(jù)碳原子守恒可知該反應(yīng)生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積；
C．由圖可知，加入200mLHCl時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒計(jì)算原溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
D．曲線C中，前后兩消耗鹽酸體積之比為3：1，結(jié)合A的分析可知，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)成分NaOH、Na₂CO₃，加入200mLHCl時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)碳原子守恒計(jì)算n（Na₂CO₃），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）．

解答 解：A．若溶質(zhì)只有Na₂CO₃，加入鹽酸開始發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為1：1，而實(shí)際消耗鹽酸體積為50：（200-50）=1：3，故溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃，故A錯(cuò)誤；
B．由圖可知，曲線B中從100mL～150mL發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，生成二氧化碳最大時(shí)，該階段消耗鹽酸為200mL-100mL=100mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，V（CO₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，根據(jù)碳原子守恒可知該反應(yīng)生成的二氧化碳體積等于通入的二氧化碳的體積，即通入的二氧化碳為448mL，故B正確；
C．由圖可知，加入200mLHCl時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的體積最大，說明此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子、鈉離子守恒可得n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.2L×0.2mol/L=0.04mol，故原溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，故C錯(cuò)誤；
D．曲線C中，前后兩消耗鹽酸體積之比為3：1，結(jié)合A的分析可知，原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的溶質(zhì)成分NaOH、Na₂CO₃，產(chǎn)生二氧化碳消耗鹽酸為200mL-150mL=50mL，由方程式可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.2mol/L=0.01mol，根據(jù)原子守恒可知n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=0.01mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=0.04mol-2×0.01mol=0.02mol，故原NaOH溶液中通入CO₂后，所得溶液中的n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=0.02mol：0.01mol=2：1，故D錯(cuò)誤，
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)圖象等，難度中等，根據(jù)圖中鹽酸的體積判斷產(chǎn)生二氧化碳前CO₂與NaOH反應(yīng)過程是解題關(guān)鍵，注意守恒思想與方程式的運(yùn)用．