高中化学二氧化碳与氢氧化钠反应产物分析与试题

1、取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，每份50mL．向其中分别通入一定量的CO2气体，随后各取溶液10mL，并分别加水稀释到100mL．分别向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO2气体的体积（标准状况）与所加入的盐酸的体积之间的关系如图（a）（b）所示．回答下列问题：

（1）在（a）情况下，溶质为（写化学式） NaOH、Na2CO3 ，其物质的量之比是 1：1

（2）在（b）情况下，溶质为（写化学式） NaHCO3、Na2CO3

，标准状况下，通入CO2气体的体积为 0.56L ．

（3）原NaOH溶液中溶质的物质的量的浓度为 0.75mol/L

当生成CO2气体时，发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑， （1）（a）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，根据反应消耗盐酸的体积计算NaOH、Na2CO3的物质的量之比； （2）（b）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO3、Na2CO3，根据碳元素守恒可知，从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，进而计算50mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积； （3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中（nNaOH）=n（NaCl）=n（HCl），进而计算原氢氧化钠溶液的浓度．

解答：解：当生成CO2气体时，发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑， （1）（a）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，

由方程式可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na2CO3的物质的量之比=25mL：25mL=1：1， 故答案为：NaOH、Na2CO3；1：1； （2）（b）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO2气体

- 1 -

时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO3、Na2CO3， 根据碳元素守恒可知，从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，该阶段生成二氧化碳为0.05L×0.1mol/L=0.005mol，故50mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积=0.005mol/L×50ml 10ml

×22.4L/mol=0.56L，

故答案为：NaHCO3、Na2CO3；0.56L； （3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中（nNaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度=0.0075mol 0.01L

=0.75mol/L，故答案为：0.75mol/L．

2、（2011?崇明县二模）取等物质量浓度的NaOH 溶液两份甲和乙各100mL，分别向甲、乙中通入不等量的CO2，然后向两溶液中逐滴加入2mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加盐酸溶液的体积之间关系如

图所示，试回答下列问题： （1）NaOH溶液的物质的量浓度为

1.6mol/L

．

（2）在甲溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是

Na2CO3、NaHCO3

（填化学式）．其物质的量之比为

1：2

．

（3）由曲线乙可知，乙 NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为

1344

mL．

（4）100mL上述浓度的NaOH溶液中通入CO2，其Na2CO3 的含量y（单位mol）与所通入的CO2体积x（单位mL）的关系式是

y=x/22400mol

y=（3584-x）/22400 mol或y=0 mol

．

- 2 -

考点：化学方程式的有关计算． 专题：守恒法．

分析：（1）氢氧化钠和碳酸钠的混合物中，根据消耗盐酸的量确定碳酸钠的量，碳酸钠是由氢氧化钠和二氧化碳生成的，进而确定反应掉的氢氧化钠的量，加上剩余量即为总量，根据公式：c=n

V

确定浓度；

（2）甲图象开始不放气体，并且甲释放出的CO2更多，因为甲之前吸收的CO2就比乙多，假设组成法进行计算确定甲的组成以及相关的量的多少；

（3）根据原子守恒的思想，当Na2CO3中的碳全部转化为二氧化碳时，CO2的量最多；

（4）通入的CO2体积x的多少不一样，所发生的反应情况不同，则产生的碳酸钠的多少也不相同． 解答：解：根据图示信息可知道：甲释放出的CO2更多，因为甲之前吸收的CO2就比乙多，并且甲和乙开始没有CO2生成，消耗的盐酸量乙比甲多，如果甲中含有碳酸钠和氢氧化钠，一开始盐酸先要和氢氧化钠反应，设溶液中有xmol氢氧化钠和ymol碳酸钠，前20ml盐酸要将xmol氢氧化钠中和，再将ymol碳酸钠转化为碳酸氢钠，后60ml盐酸将碳酸氢钠转化为CO2，所以x+y=2mol/l×20×10-3l=0.04mol，2y=2mol/l×60×10-3l=0.12，y=0.06mol，这个方程组没有正数解，说明溶液的组成为氢氧化钠和碳酸钠不成立；如果甲中含有碳酸氢钠和碳酸钠，一开始盐酸先要和碳酸钠反应生成碳酸氢钠．因此前20ml盐酸就是和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，后60ml盐酸将所有碳酸氢钠都转化为氯化钠和CO2，

（1）反应的整个过程：氢氧化钠和二氧化碳反应后，用盐酸将产物消耗，放出二氧化碳，实质相当于用氢氧化钠去中和所有的盐酸，所以氢氧化钠的物质的量和盐酸的相等，从图中看出，消耗盐酸的量n=2mol/L×0.08L=0.16mol，c=n

V

=0.16mol

0.1L

=1.6mol/l，故答案为：1.6mol/l；

（2）设甲溶液中有xmol碳酸氢钠和ymol碳酸钠，则y=2mol/l×20×10-3l=0.04mol，x+y=2mol/l×60×10-3，求解此方程，x=0.08mol，所以碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1：2，故答案为：1：2；

（3）根据乙图的反应，当碳酸钠和盐酸反应先生称碳酸氢钠，然后再将碳酸氢钠转化为二氧化碳时，气体的量最大，即发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，即Na2CO3～CO2，产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为0.6mol，即0.6mol×22.4mol/l=1.344L=1344mL，故答案为：1344； （4）100ml氢氧化钠溶液中含有溶质0.16mol，通入CO2后显然0.16mol氢氧化钠恰好和0.08molCO2反应生成碳酸钠，所以当通入CO2体积x小于等于0.08×22400ml时，即y=x/24000mol；

0.08mol氢氧化钠恰好和0.08molCO2反应生成碳酸氢钠，所以当通入CO2体积x大于等于0.08×22400ml时，y=0；

如果通入CO2的体积0.04×22400＜x＜0.08×22400ml时，此时CO2先和氢氧化钠生成碳酸钠．x/22400molCO2中有0.04molCO2和0.08mol氢氧化钠反应生成0.04mol碳酸钠，然后过量的x/22400-0.04molCO2再将部分碳酸钠转化为碳酸氢钠，显然此时余下的碳酸钠的量y=0.04-（x/22400-0.04），故答案为： x的取值范围（mL） 0 mL＜x≤1792 mL X≥3584 mL y（mol）与x 的关系式 y=x/22400mol y=0 mol - 3 -

3584mL＞x＞1792mL时 y=（3584-x）/22400 mol 3、（2009?福州一模）取来两份等浓度的NaOH溶液A和B，每份10ml，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：

（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为

0.9mol/L mol/L．

（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写 化学式）

NaOH、Na2CO3 ；其物质的量之比为 4：1 ．

（3）曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸产生CO2 气体体积（标准状况）的最大值为 134.4 ml．

考点：有关范围讨论题的计算；有关混合物反应的计算． 专题：守恒法． 分析：（1）加入90ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯离子、钠离子守恒，计算出氢氧化钠的物质的量，再根据物质的量浓度的定义计算；

（2）由曲线A可知从75ml到90ml为碳酸氢钠与盐酸反应，计算碳酸氢钠的物质的量，再结合氢氧化钠的物质的量判断二氧化碳与氢氧化钠发生的反应，据此计算；

（3）由曲线B可知从30ml到90ml为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，据此计算． 解答：解：（1）加入90ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液．根据氯离子、钠离子守恒， 所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.09ml×0.1mol/L=0.009mol， 所以c（NaOH）=0.009mol 0.01L

=0.9mol/L，

故答案为：0.9mol/L；

（2）CO2与NaOH反应为①CO2+NaOH=NaHCO3，②CO2+2NaOH=Na2CO3+H20， 当n(CO2)

n(NaOH)

≥1，反应按①进行，等于1时，CO2、NaOH恰好反应生成NaHCO3；

- 4 -