Question

【題目】某化學興趣小組用100 mL 1 mol/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。

[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___。

[實驗過程]

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）為準確測定a值，丁同學取了10 mL 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】NaHCO3 CO32－+ H2OHCO3－+ OH-或HCO3－+ H2OH2CO3+ OH－ BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2或Ca(NO3)2 Na2CO3 Ⅲ 10/3mol/L

【解析】

二氧化碳與氫氧化鈉反應時溶液中的溶質的成分有4種可能：NaOH、Na2CO3；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3，結合物質的性質、圖像分析解答。

根據以上分析可知第四種假設為溶質為NaHCO3；

（2）因為加入酚酞后溶液變紅色，不能證明溶液中含有氫氧化鈉，碳酸鈉或碳酸氫鈉水解液使溶液呈堿性，離子方程式是CO32－+ H2OHCO3－+ OH-或HCO3－+ H2OH2CO3+ OH－；因為不能確定哪種假設是正確的，所以不能加入堿性物質使碳酸根離子沉淀，可加入氯化鋇或氯化鈣溶液等，若產生沉淀，證明溶液A中含有Na2CO3；

（3）根據以上分析可知證明含有碳酸鈉，則排除假設IV；向濾液中再加入稀硫酸有無色氣體產生，證明含有碳酸氫鈉，則假設Ⅲ是正確的；

（4）100 mL 1 mol/L NaOH中Na元素的物質的量是0.1mol，加入15mL稀硫酸后，溶液為硫酸鈉溶液，根據Na元素守恒，則硫酸鈉的物質的量是0.05mol，所以稀硫酸的物質的量濃度是0.05mol÷0.015L=10/3mol/L；由圖可知，碳酸鈉與5mL稀硫酸反應先生成碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉與10mL的稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，說明A溶液中碳酸氫鈉與碳酸鈉的物質的量相等，根據Na元素的物質的量為0.1mol可知Na2CO3和NaHCO3的物質的量均為1/30mol，則二氧化碳的物質的量是2×1/30mol=1/15mol，所以a=1/15。