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专题突破(四) 图表问题
【例1】 为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度的盐酸30.0 mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积(mL)
30.0
30.0
30.0
30.0
样品质量(g)
2.96
3.70
5.18
6.66
CO2的体积(mL)
672
840
896
672
(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)= 2∶1或2 。
(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)= 2.50 mol/L 。
【解析】 (1)结合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明Ⅰ、Ⅱ中盐酸过量,Na2CO3和NaHCO3完全反应,设Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol,则①106x+84y=2.96,②x+y=0.672÷22.4=0.03,联立①②解得x=0.02,y=0.01,所以样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=0.02 mol∶0.01 mol=2∶1。(2)根据实验Ⅲ、Ⅳ可知,Ⅳ中盐酸不足,Na2CO3优先反应生成NaHCO3,设6.66 g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2z mol、z mol,则106×2z+84z=6.66,解得:z=0.022 5,即6.66 g样品中含有0.045 mol碳酸钠、0.0 225 mol碳酸氢钠。将样品加入盐酸中,先发生反应HCl+Na2CO3===NaHCO3+NaCl,0.045 mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045 mol,碳酸钠完全反应后再发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,生成标准状况下0.672 L二氧化碳消耗HCl的物质的量为:n(HCl)=n(CO2)=0.672 L÷22.4 L/mol=0.03 mol,所以30 mL盐酸中含有HCl的物质的量为0.045 mol+0.03 mol=0.075 mol,该盐酸的物质的量浓度为c(HCl)=0.075 mol÷0.03 L=2.50 mol/L。
【例2】 向四支试管中分别加入少量不同溶液进行下列实验,其中操作、现象和结论均正确的是( B )
选项
操作
现象
结论
A
先向待测液滴加BaCl2溶液,再滴加足量的盐酸
生成白色沉淀,加酸后沉淀不溶解
原溶液中有SO
B
先向待测液滴加2滴KSCN溶液,再滴加几滴新制氯水
先不显红色,在滴新制氯水后溶液变为红色
原溶液中有Fe2+
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有Na+,无
K+
D
将有色布条放入盛有干燥氯气的集气瓶中并盖上玻璃片
有色布条褪色
氯气有漂白性
【解析】 滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,不能说明原溶液中一定含有SO,因为在含有Ag+的溶液中滴加氯化钡溶液,也生成白色沉淀,A错误;滴加2滴KSCN溶液,溶液不显红色,可知不含Fe3+,再滴几滴新制氯水,变为红色,可知Fe2+被氧化为Fe3+,则原溶液中有Fe2+,B正确;观察钾的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,若火焰显紫色,证明含有钾元素,则由题给的实验现象可知,原溶液中有Na+,不能确定是否含K+,C错误;氯气没有漂白性,干燥的氯气不能使有色布条褪色,现象不正确,D错误。
【例3】 向一定量的Mg2+、NH、Al3+混合溶液中加入Na2O2的量与生成沉淀和气体的量(纵坐标)的关系如图所示,则溶液中Mg2+、NH、Al3+三种离子的物质的量之比为( C )
A.1∶1∶2 B.2∶2∶1
C.1∶2∶2 D.9∶2∶4
【解析】 由图可知,沉淀中含0.1 mol Mg(OH)2和0.2 mol Al(OH)3,即原溶液中含Mg2+0.1 mol,含Al3+0.2 mol,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Al3++3OH-===Al(OH)3↓,沉淀2种金属阳离子共需NaOH的物质的量为0.1 mol×2+0.2 mol×3=0.8 mol,由图中横坐标知与3种阳离子恰好完全反应时需0.5 mol Na2O2,而0.5 mol Na2O2与水反应生成1 mol NaOH和0.25 mol O2,而与铵根反应的氢氧根离子为1 mol-0.8 mol=0.2 mol,NH+OH-NH3↑+H2O,则可得原溶液中含0.2 mol NH,所以Mg2+、NH、Al3+之比=0.1 mol∶0.2 mol∶0.2 mol=1∶2∶2,C正确。
1.下列实验过程可以达到实验目的的是( B )
选