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向100mL、2mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体

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解决时间 2021-12-25 21:14
向100mL、2mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体.请回答下列问题:(1)由于CO2通入量不同,所得到的白色固体的组成和质量也不同,试通过推断和计算填写下表.(可不填满,也可增加行)标准状况V(CO2)/L所得固体组成(填化学式)所得固体质量m/g________________________________________________________________________(2)若得到13.7g 的白色固体.则此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用通入CO2在标准状况下的体积为多少升?______.
最佳答案
(1)NaOH的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol,其质量为0.2mol×40g/mol=8g,
发生反应:①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、②CO2+NaOH=NaHCO3,可知:
当n(NaOH):n(CO2)>2时,发生反应①,NaOH有剩余,固体为:NaOH、Na2CO3,此时n(CO2)<
0.2mol
2 =0.1mol,即0<V(CO2)<2.24L,固体最大质量<0.1mol×106g/mol=10.6g,即8<m<10.6;
当n(NaOH):n(CO2)=2时,发生反应①,NaOH与二氧化碳恰好反应,固体为Na2CO3,此时n(CO2)=
0.2mol
2 =0.1mol,即V(CO2)=2.24L,固体质量=0.1mol×106g/mol=10.6g,即m=10.6;
当n(NaOH):n(CO2)=1时,发生反应②,NaOH与二氧化碳恰好反应,固体为NaHCO3,此时n(CO2)=0.2mol,即V(CO2)=4.48L,固体质量=0.2molol×84g/mol=16.8g,即m=16.8;
当1<n(NaOH):n(CO2)<2时,发生反应①、②,固体为Na2CO3、NaHCO3,产生0.1<n(CO2)<0.2,即2.24<V(CO2)<4.48,10.6<m<16.8;
当n(NaOH):n(CO2)<1时,发生反应②,二氧化碳有剩余,固体为NaHCO3,此时n(CO2)>0.2mol,即V(CO2)=4.48L,固体质量=0.2molol×84g/mol=16.8g,即m=16.8,
故答案为:
标准状况V(CO2)L 所得固体组成(填化学式) 所得固体质量mg
0<V<2.24 NaOH、Na2CO3 8<m<10.6
V=2.24 Na2CO3 m=10.6
2.24<V<4.48 Na2CO3、NaHCO3 10.6<m<16.8
V≥4.48 NaHCO3 m=16.8 ;
(2)根据上表知13.7g白色固体由Na2CO3、NaHCO3组成,
设Na2CO3物质的量为xmol,NaHCO3物质的量为ymol,
由钠元素守恒得:2x+y=0.2
由二者质量得:106x+84y=13.7
解得:x=0.05    y=0.1
故m(Na2CO3)=0.05mol×106g/mol=5.3g
m(NaHCO3)=0.1mol×84g/mol=8.4g
由碳元素守恒,n(CO2)=n(Na2CO30+n(NaHCO3)=0.15mol,故V(CO2)=0.15mol×22.4L/mol=3.36L,
答:m(Na2CO3)=5.3g,m(NaHCO3)=8.4g;3.36L.
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