摘要:
**基本信息**
聚焦钠的碳酸盐与盐酸反应的图像分析,通过分类题型构建反应原理与图像信息的对应逻辑,培养基于反应顺序和量关系的科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|Na₂CO₃、NaHCO₃与盐酸反应|4题|图像中气体/离子量随盐酸体积变化|从单一物质到1:1混合体系,体现CO₃²⁻→HCO₃⁻→CO₂的反应递进|
|NaOH、Na₂CO₃与盐酸反应|3题|混合溶液中CO₂生成量与盐酸体积关系|基于OH⁻优先反应原理,构建碱与碳酸盐共存体系的图像分析模型|
|CO₂通入NaOH溶液后与盐酸反应|10题|反应后溶液加盐酸的气体体积-盐酸体积图像|涵盖CO₂通入量不同导致的溶质(NaOH/Na₂CO₃/NaHCO₃)变化,强化产物判断与量计算的化学观念|
内容正文:
第2讲 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
类型一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像
1.C
2.D
3.C
4.C
类型二 NaOH、Na2CO3与盐酸反应的图像
5.B
6.C
7.B
类型三 二氧化碳通入氢氧化钠溶液反应后溶液的图像分析
8.D
9.B
10.C
11.A
12.C
13.D
1.B
2.A
3.D
4.B
5.C
6.A
7.D
1.C
2.C
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第2讲 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
类型一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像
1.向某碳酸钠溶液中逐滴加入的盐酸,测得溶液中的物质的量随加入盐酸体积的关系如图所示,其中,则下列说法中正确的是
A.段反应的离子方程式与段反应的离子方程式相同
B.该碳酸钠溶液中含有
C.b点的数值为
D.b点时生成的物质的量为
【答案】C
【解析】A.结合图像知段反应为,a点后:,A错误;B.由加入盐酸时生成为,则可知,B错误;C.a点后,发生反应为,,由,,可解得,根据盐酸浓度可知,b点为0.6L,C正确;D.由,可知b点产生,D错误;故选C。
2.将物质的量之比为1∶1的和混合并配成溶液,向溶液中逐滴滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入稀盐酸的体积与生成体积的关系的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】将物质的量之比为1∶1的和混合并配成溶液,向溶液中逐滴滴加稀盐酸,依次发生的反应为:,,刚开始无气体,1∶1的和导致无气体和产气体所需盐酸的体积为1∶2,故选D。
3.(25-26高一上·重庆·开学考试)尚予同学在实验室中制取CO2气体后,对剩余的废液进行后续探究,他向一定质量的废液中逐滴加入Na2CO3溶液,利用数字化传感器测得实验过程中生成沉淀或气体的质量与加入Na2CO3溶液的质量关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.由图可知该废液中肯定含有盐酸
B.反应Ⅱ表示生成白色沉淀的过程
C.A点时,溶液中的溶质只有一种
D.图中的数量关系为m2=2m1
【答案】C
【解析】实验室中制取CO2气体时,通常使用碳酸钙与稀盐酸反应,且加入的稀盐酸通常是过量的,所以反应后的溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,过量盐酸首先与Na2CO3反应,反应结束后CaCl2才与Na2CO3发生反应;若盐酸不足量,则加入的Na2CO3只与CaCl2反应,没有气体产生,显然此种情况不符合题意。A.由分析可知,反应Ⅰ生成气体,Na2CO3与盐酸反应生成CO2气体,故废液中含盐酸,A正确;B.反应Ⅰ后气体质量不变,反应Ⅱ开始生成沉淀,为Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀,B正确;C.A点为反应Ⅰ结束,此时HCl完全反应生成NaCl,废液中原有的CaCl2未反应,溶液中的溶质为NaCl和CaCl2两种,C不正确;D.反应Ⅰ生成2.2g CO2(0.05mol),消耗Na2CO3 0.05mol;反应Ⅱ生成5.0g CaCO3(0.05mol),消耗Na2CO3 0.05mol。因Na2CO3溶液浓度恒定,消耗溶液质量相等,即m1=m2-m1,故m2=2m1,D正确;故选C。
4.(24-25高一下·湖南常德·期中)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示,下列说法正确的是
A.b点溶液显酸性
B.若V2=3V1,原混合溶液中Na2CO3、NaHCO3的质量相等
C.c点的溶质为NaCl
D.a点的溶液中K+、OH-、、Cl-能大量共存
【答案】C
【解析】a~b段,盐酸与完全反应生成,故没有产生气体,b~c段,盐酸与反应生成,c~d段,溶液溶质为,滴入盐酸后不产生气体;A.b点溶质为和,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,A错误;B.设盐酸浓度为,时,第一步反应消耗盐酸体积为,原;第二步消耗盐酸体积为,总,其中第一步生成的为,故原,二者物质的量相等,但和摩尔质量不同,质量不相等,B错误;C.c点时与盐酸恰好完全反应,反应产物为、和,溶质只有,C正确;D.a点溶液中存在,与会发生反应生成和,不能大量共存,D错误;故答案为C。
类型二 NaOH、Na2CO3与盐酸反应的图像
5.(25-26高一上·江苏盐城·阶段检测)向50mL NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸,CO2的生成量与加入0.1 mol·L-1盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.0-a段只发生中和反应
B.a = 0.3
C.ab段发生反应的离子方程式为+2H+=H2O+CO2↑
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1:1
【答案】B
【解析】向50mL NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸至0.4L,发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl(滴加盐酸至a点,发生前面两个反应)、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(从a点至0.4发生的反应)。n(CO2)=0.01mol,则n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=n(CO2)=0.01mol,n(NaOH)= 0.1 mol·L-1×0.4L-0.01mol×2=0.02mol。A.由分析可知,0-a段发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,A不正确;B.a L=== 0.3L,则a=0.3,B正确;C.ab段,NaHCO3与HCl发生反应,生成CO2气体和水,离子方程式为+H+=H2O+CO2↑,C不正确;D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.02mol:0.01mol=2:1,D不正确;故选B。
6.(24-25高一上·河北石家庄·阶段检测)向含等物质的量的和的混合溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的关系的是(纵坐标为产生的的量)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】向含等物质的量的和的混合溶液中滴加稀盐酸,设和的物质的量都为1mol,首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,再发生HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,开始没有气体放出,共消耗盐酸2mol,继续滴加盐酸时,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,生成1mol气体,又消耗盐酸为1mol共消耗盐酸3mol,即前后两段消耗的盐酸为2:1,选项中图象C符合;
答案选C。
7.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)某溶液X中可能含有NaOH、、中的一种或两种,向其中滴加稀盐酸至过量,得到如图所示曲线。下列说法错误的是
A.溶液X中含有、NaOH
B.点,溶液的碱性先减弱后增强
C.M点对应的溶液中溶质为NaCl和
D.MP段发生反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】向溶液X中滴加稀盐酸至过量,有二氧化碳生成,说明含有碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种,氢氧化钠和碳酸氢钠在溶液中不能大量共存,如果只有碳酸钠,前后两段消耗盐酸体积相等:、,但是图中第一阶段消耗的盐酸大于第二阶段,说明溶液中溶质为氢氧化钠和碳酸钠,据此回答;A.由分析可知,溶液X中含有、NaOH,A正确;B.溶液X中的溶质为、NaOH,滴加盐酸至N点碱性一直减弱,B错误;C.溶液X中含有、NaOH,OM段发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,M点溶质为NaCl和,C正确;D.M点溶质为NaCl和,MP段产生二氧化碳,反应为,D正确;故答案选B。
类型三 二氧化碳通入氢氧化钠溶液反应后溶液的图像分析
8.(25-26高一上·重庆·期中)将通入氢氧化钠溶液中,然后在所得溶液R中滴加盐酸,所加盐酸的体积与产生的体积(标准状况)的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.段仅发生离子反应:
B.当加入盐酸时,产生的体积是
C.全部逸出时,所得溶液为氯化钠溶液
D.溶液R含有的物质的量之比为
【答案】D
【解析】图中无气体阶段消耗盐酸25mL,生成气体阶段消耗盐酸为20mL,前者体积更大,说明溶液R中除了,还存在未反应完的,滴加盐酸的前25mL(0~A段),无气体生成,发生反应、,A~B段碳酸氢根反应生成,B点以后,无反应发生,溶液为和的混合溶液;A.0~A段除发生外,还发生,A错误;B.A到B段消耗盐酸体积为,,标况下体积为,B错误;C.全部逸出时,溶液体积为原溶液R的体积与45 mL盐酸的体积之和,并非45 mL,故NaCl浓度不是,C错误;D.与反应的盐酸体积为,,,二者物质的量之比为,D正确;故选D。
9.(25-26高一上·吉林·期中)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.OA段主要发生的化学反应的离子方程式为:
B.原NaOH溶液的浓度为
C.AB段消耗盐酸的物质的量为1.5 mol
D.通入后形成的溶液体系中,
【答案】B
【解析】NaOH和生成或,加入盐酸,和盐酸首先生成、再和盐酸生成,由图,初始消耗盐酸25mL小于生成二氧化碳时消耗盐酸100mL-25mL=75mL,则向100 mL NaOH溶液中通入一定量的气体,充分反应后,所得溶液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合液,加入盐酸,OA段发生的反应为:,AB段发生的反应为:,A.由分析可知,OA段主要发生的化学反应的离子方程式为:,A错误;
B.加入100mL盐酸时,原NaOH中Na+恰好转化为NaCl,根据化学反应中原子守恒,则有,所以,,B正确;C.由分析知,AB段发生的反应为:,消耗的盐酸的体积为75mL,物质的量为,C错误;D.由分析可知,所得溶液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合液,OA段发生的反应为: ,则碳酸钠为,此时碳酸钠生成0.005mol碳酸氢钠,AB段发生的反应为:,则碳酸氢钠为,原碳酸氢钠为,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为,D错误; 故选B。
10.(24-25高一上·山东济南·阶段检测)浓度相同的溶液各倒入A、B、C三个烧杯中,分别向三份溶液中通入不等量的,充分反应后,再向三份所得溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示,下列判断正确的是(气体体积取标准状况计算)
A.通入后,A烧杯中的溶质成分是
B.B烧杯中通入的体积为
C.原溶液的浓度为
D.通入后,C烧杯中溶质成分的物质的量之比为
【答案】C
【解析】假设反应后的溶液中溶质只有Na2CO3,加入盐酸开始发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,前后两阶段消耗盐酸体积之比为1:1,由图可知A、B、C中前后两阶段消耗的盐酸体积之比分别为:1:3、1:1、3:1,故A中溶质为Na2CO3、NaHCO3,B中溶质为Na2CO3,C中溶质为NaOH、Na2CO3。A.由分析可知,A烧杯中溶质为Na2CO3、NaHCO3,故A错误;B.生成二氧化碳消耗盐酸体积为200mL-100mL=100mL,根据NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知,n(CO2)=n(HCl)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol,V(CO2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL,根据碳原子守恒可知该反应生成的二氧化碳体积等于通入的二氧化碳的体积,即通入的二氧化碳为224mL,故B错误;
C.由图可知,加入200mLHCl时,产生二氧化碳的体积最大,说明此时溶液中溶质为NaCl,根据氯离子、钠离子守恒可得n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol,故原溶液中氢氧化钠的物质的量浓度==0.2mol/L,故C正确;D.生成二氧化碳共消耗盐酸体积为200mL-150mL=50mL,由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知,碳酸钠转化为碳酸氢钠也消耗50mL盐酸,故中和NaOH消耗盐酸体积为200mL-50mL-50mL=100mL,结合NaOH+HCl=NaCl+H2O可知,n(NaOH):n(Na2CO3)=100mL:50mL=2:1,故D错误;故选:C。
11.(24-25高一上·安徽阜阳·阶段检测)取一定量的NaOH溶液通入后,再继续向该溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.原溶液中NaOH的物质的量为0.75mol
B.通入后所得的溶液溶质成分为和
C.通入后所得的溶液中含有mol
D.原溶液通入标准状况下为112mL
【答案】A
【解析】从图中可以看出,当加入盐酸的体积为25mL时开始生成气体,则此时发生反应,,则加入的25mL盐酸发生的反应为:,由此可求出通入后的溶液中,、,依据守恒,原溶液中NaOH的物质的量等于加入75mL盐酸后溶液中生成NaCl的物质的量,即为0.0075mol。A.根据分析,原溶液中NaOH的物质的量为0.0075mol,A错误;B.由分析可知,通入后所得的溶液中,溶质成分为和,B正确;C.通入后所得溶液中,、,则含有mol ,C正确;D.原溶液中,、,依据碳原子守恒,可求出通入的物质的量为0.005mol,标准状况下为112mL,D正确;故选A。
12.(25-26高一上·重庆·阶段检测)向含的溶液中通入一定量的;再向该溶液中加入稀盐酸,反应生成的质量与加入稀盐酸的体积关系如下图所示。下列说法不正确的是
A.段,溶液中的质量随(盐酸)增大而减少
B.段发生反应的离子方程式为:
C.通入后的溶液中,与的个数比为
D.若向含的溶液加入上述稀盐酸至恰好中和,消耗盐酸的体积为
【答案】C
【解析】向含4.0gNaOH,即0.1 molNaOH的溶液中通入一定量的CO2,再向该溶液中加入稀盐酸,由图可知,oa段加入稀盐酸的体积为20 mL,没有气体生成,则此时发生的反应为:(0→a消耗盐酸的体积2倍小于ab段消耗的盐酸,该溶液一定不存在NaOH),全部转化为碳酸氢钠后,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为:,即ab段,此时消耗稀盐酸的体积为:80 mL-20 mL=60 mL,生成二氧化碳3.3 g,即0.075 mol,则HCl的物质的量为0.075 mol,则稀盐酸的浓度为,可根据oa段消耗稀盐酸的体积计算生成的碳酸钠的物质的量,oa段消耗盐酸的物质的量为1.25 mol/L×0.02 L=0.025 mol,则碳酸钠的物质的量为0.025 mol,碳酸钠与稀盐酸反应生成的碳酸氢钠的物质的量为0.025 mol,则通入二氧化碳后生成的碳酸氢钠的物质的量为0.075 mol-0.025 mol=0.05 mol,则通入CO2后的溶液中,NaHCO3与Na2CO3物质的量之比为0.05 mol:0.025 mol=2:1,据此分析回答。A.由分析可知,oa段,发生的反应为:,溶液中Na2CO3的质量随V(盐酸)增大而减少,A正确;B.由分析可知,ab段为碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为:,离子方程式为:,B正确;C.由分析可知,通入CO2后的溶液中,NaHCO3与Na2CO3物质的量之比为2:1,则NaHCO3与Na2CO3个数比也为2:1,C错误;D.向含4.0gNaOH的溶液中通入一定量的CO2,再向该溶液中加入稀盐酸,反应后溶液中溶质为,若向含4.0gNaOH的溶液加入上述稀盐酸至恰好中和,反应后溶液中溶质仍为,根据元素守恒可知,消耗盐酸的体积为80mL,D正确;故选C。
13.(23-24高一上·安徽亳州·期末)取等物质的量浓度的溶液两份和,每份,分别向、中通入不等量的,再继续向两溶液中逐滴加入的盐酸,标准状况下产生的气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表明原溶液中通入后,所得溶液中的溶质成分是和
B.曲线中消耗盐酸时发生的离子反应为:、
C.曲线表明原溶液中通入后,所得溶液加盐酸后产生气体体积标准状况的最大值为
D.原溶液的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】A.由于碳酸钠和盐酸反应是分步进行的,即碳酸钠首先与盐酸反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠再和盐酸反应生成CO2,所以根据图像可知A曲线表示的溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,而B曲线表示的是碳酸钠和碳酸氢钠,A错误;B.根据A可知B曲线中消耗盐酸0<v(HCl)<25mL时发生的离子反应为:OH-+H+=H2O,B错误;C.B曲线中生成的CO2时消耗的盐酸是50mL,所以CO2是0.01mol,标准状况下的体积是224mL,C错误;D.根据图像可知,当加入75mL盐酸时,CO2的物质的量不再发生变化,所以生成的氯化钠是0.015mol,因此根据原子守恒可知,每一份中氢氧化钠的物质的量是0.015mol,则其浓度是=1.5mol/L,D正确;答案选D。
1.(25-26高一上·湖北·阶段检测)某种天然碱的化学式为 ,取一定质量该天然碱溶于水,逐滴加入稀盐酸,溶液中的NaHCO3的物质的量与加入HCl的物质的量关系如图所示。下列说法错误的是
A.a:b=2:1
B.C点发生的离子反应是
C.若D点溶液的体积是2 L,则D点
D.E点n(Na+):n(Cl⁻)=1:1
【答案】B
【解析】依据题意,天然碱溶于水,加入稀盐酸,先发生反应①;当Na2CO3消耗完后,继续加入稀盐酸,发生反应②;结合图象可知,加入2 molHCl时发生反应①,再加入3 molHCl时发生反应②,E点反应完成,溶质为氯化钠,共5 mol,据此作答。A.依据分析,加入2 molHCl时发生反应①,消耗2 mol Na2CO3,生成2 mol NaHCO3,即a的相对值等于2 mol;再加入3 molHCl时发生反应②,消耗3 mol NaHCO3,则天然碱中NaHCO3的物质的量为3-2=1 mol,即b 的相对值等于1 mol,则a:b=2:1,A正确;B.依据分析,BE段发生反应为,离子方程式为,B错误;C.依据分析,溶液中钠离子总物质的量为5 mol,当溶液体积为2 L时,溶液中钠离子的浓度为2.5 mol/L,C正确;D.E点反应完成,溶液中的溶质为氯化钠,则,D正确;故答案选B。
2.(25-26高一上·重庆·期中)将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃,充分反应后排出气体A.将反应后的固体溶于水无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生气体(假设气体全部逸出溶液)的质量与所加盐酸中HCl的物质的量之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.x的数值为3.675
B.反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C.图中P点,溶液中的溶质是NaCl
D.密闭容器中排出气体A的成分为O2和水蒸气
【答案】A
【解析】NaHCO3和Na2O2的固体混合物在密闭容器中加热至250 ℃,发生的反应可能有:、、,将反应后的固体溶于水无气体放出,说明Na2O2完全反应,由图像中数据可得,0.025>(0.045-0.025),所以加热后固体混合物为NaOH、Na2CO3;0.025 mol到0.045 mol是盐酸与碳酸氢钠反应,生成0.88 g CO2,物质的量为0.02 mol,根据碳原子守恒可知,,。A.由分析可知,,图中P点溶质是氯化钠,根据钠原子守恒可知,固体的质量为,故x=2.655 g,A错误;B.由图像中数据可得,0.025>(0.045-0.025),所以加热后固体混合物为NaOH、Na2CO3,B正确;C.图中P点,样品中C元素以CO2气体形式全部逸出溶液,根据原子守恒,P点,溶液中的溶质是NaCl,C正确;D.由分析可知,反应后的固体中,再根据反应后固体溶于水无气体放出,则发生反应:、、,密闭容器中排出气体成分为O2和水蒸气,D正确;答案选A。
3.(25-26高一上·黑龙江·期中)将碳酸钠溶液置于密闭容器中,并向其中逐滴加入盐酸,得到如图所示的曲线合并图(左纵坐标为的体积分数,右纵坐标为溶液的),下列说法正确的是
A.表示的体积分数变化的是曲线
B.当滴入盐酸时,溶液中的溶质主要为、
C.点反应的离子方程式:
D.当溶液的由8变为4时,溶液中的物质的量不变
【答案】D
【解析】碳酸钠溶液与盐酸反应分两步进行,第一步反应:,此阶段加入盐酸,没有产生,溶液中因生成,碱性逐渐变弱,pH缓慢下降,对应曲线中盐酸体积,体积分数基本为0,降低;第二步反应:,当第一步反应完全后,继续加盐酸,开始产生,随着反应进行,体积分数逐渐增大,溶液中不断消耗,酸性逐渐增强,pH下降,对应曲线中盐酸体积之后。A.根据分析,表示体积分数变化的是曲线,A错误;B.当滴入盐酸时,全部转化为、和,B错误;C.当滴入盐酸,发生,离子方程式为,C错误;D.反应过程始终存在于溶液中,且滴入的盐酸不提供,故实验过程中溶液中数目不变,的物质的量不变,D正确;故选D。
4.(24-25高一上·辽宁辽阳·期末)某小组同学为探究溶液中通入后所得溶质的成分,向该反应后的溶液中逐滴加入盐酸,所得体积与所滴加盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.点对应的溶液中的溶质只含
B.若,则溶液中的溶质为、
C.若点时得到,则为0.1
D.若,则溶液中的溶质可能为、
【答案】B
【解析】向NaOH溶液中通入CO2,可能发生的反应有(CO2少量),(CO2过量),结合图分析可知所得的溶液Y的溶质可能有NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3,故滴加盐酸时,若有NaOH,先发生,再发生,最后发生。A.M点是Na2CO3恰好转化为NaHCO3的点,此时溶液中溶质一定有NaCl,A错误;B.若OM>MP,则表明OM段消耗的盐酸大于溶液中NaHCO3消耗的盐酸,根据分析中的反应式则可推出Y溶液中除Na2CO3外还应有其他溶质,且不是NaHCO3,故溶液Y的溶质为NaOH和Na2CO3,B正确;C.未指明CO2所处的状况,无法根据体积计算物质的量,也就不能确定x的值,C错误;D.根据分析可知,溶液Y中的溶质不可能同时有NaOH和NaHCO3,D错误;故答案选B。
5.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试)某兴趣小组实验室制取后的废液中的溶质是和。某同学取一定质量的该废液于烧杯中,并向其中逐滴加入溶液充分反应。下列图像是滴加过程中他对烧杯中物质变化情况的分析(溶液呈中性),其中错误的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】往CaCl2和HCl的混合溶液中滴加Na2CO3溶液时,先发生的反应为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,后发生的反应为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;A.由于先发生的反应为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,所以一开始滴加碳酸钠溶液时,不产生沉淀,待混合溶液中HCl消耗完后发生的反应为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,此时开始产生沉淀,待CaCl2反应结束后沉淀质量不变,A正确;B.由于先发生的反应为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,所以一开始滴加碳酸钠溶液时,就开始产生气体,待溶液中HCl消耗完之后,不在产生气体,B正确;C.往CaCl2和HCl的混合溶液中滴加Na2CO3溶液时,先发生的反应为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,参与反应的碳酸钠的质量大于反应生成的二氧化碳的质量,且碳酸钠溶液中含有水,此时溶液质量增加,后发生的反应为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,参与反应的碳酸钠的质量大于生成的碳酸钙的质量,且碳酸钠溶液中含有水,此时溶液质量继续增加,反应结束后继续滴加碳酸钠溶液,溶液质量继续增加,C错误;D.由于溶液中含有HCl,溶液一开始pH值小于7,随着碳酸钠的加入,由于碳酸钠和盐酸反应,酸性减弱,溶液测pH值升高,当把盐酸反应完后,碳酸钠再和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,此时溶液的pH值等于7,当把氯化钙反应完后,再加入碳酸钠,由于碳酸钠溶液显碱性,所以溶液的pH值又从7开始升高,D正确;故选:C。
6.(23-24高一下·辽宁·阶段检测)向溶液中通入一定体积的使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加的稀盐酸,测得产生的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示(不考虑的溶解)。下列说法正确的是
A.根据题中所给信息,可以求得图中的c点坐标为
B.由0到a的过程中,溶质的总物质的量持续增大
C.由a到b的过程中,发生了1个化学反应
D.若减少初始的通入量,则c点横纵坐标都将减小
【答案】A
【解析】向NaOH溶液中通入一定量CO2气体,先发生反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,当该反应完成后,向所得溶液中滴入稀盐酸,发生反应:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,然后生成的碳酸氢钠继续和盐酸发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。两步反应消耗HCl的物质的量及体积相同。在0.8L 0.5 mol/LNaOH溶液中含有溶质的物质的量n(NaOH)=0.5 mol/L×0.8 L=0.4mol,从b点到c点发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,在c点CO2气体达到最大量,此时反应完全,溶液为NaCl溶液,根据元素守恒可知n(HCl)=n(NaCl)= n(NaOH)=0.4 mol,由于稀盐酸浓度是0.5 mol/L,故此时盐酸的体积是0.8L,c=0.8;发生该反应消耗HCl溶液体积是V=0.8 L-0.6 L=0.2 L<0.6 L,说明NaOH溶液与CO2气体反应时NaOH未完全反应,所得溶液为NaOH与Na2CO3混合溶液。在0a段发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,ab段发生反应:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,bc段发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,c点溶液恰好为NaCl溶液,后加入稀盐酸,不发生反应,溶液为NaCl、HCl混合溶液,据此作答。A.c点溶质为NaCl溶液,c点共加入n(HCl)=n(NaCl)= n(NaOH)=0.4 mol,由于稀盐酸浓度是0.5 mol/L,故此时盐酸的体积是0.8L,所以c点横坐标为0.8;bc段消耗HCl的体积为V=0.8 L-0.6 L=0.2 L,c点产生的n(CO2)=bc段消耗的n(HCl)= 0.5 mol/L×0.2 L=0.1mol,故c点为(0.8,0.1),故A正确;B.在ab段,Na2CO3转化为NaHCO3时,消耗HCl的体积为0.2L,故HCl滴加在0~0.4L过程中,是NaOH与HCl发生中和反应,则0~a过程中,反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,溶质中总物质的量不变,故B错误;C.a~0.4时,反应为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;0.4~0.6时,即0.4~b时,反应为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,共两个反应,故C错误;D.若通入的CO2减少,则n(Na2CO3)减少,n(NaOH)增多,c点时,依然有n(HCl)= n(NaOH),因此c点的横坐标不变,n(Na2CO3)减少,导致产生的CO2减少,c的纵坐标减小,故D错误;故选A。
7.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各,分别通入一定量的后,向其中逐滴滴入的盐酸,在标准状况下产生的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图,下列说法正确的是
A.A中溶质是
B.中的溶质是和
C.B中所含溶质物质的量之比是
D.氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】当将稀盐酸逐滴滴到碳酸钠溶液中时,Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的,①Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,并且可以看出,当反应完全进行时,两个过程消耗HCl的量相等,若溶液中还有氢氧化钠,则首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,根据反应的化学方程式结合消耗盐酸的体积进行计算,设没有产生气体时消耗盐酸的体积为V1,产生气体时消耗盐酸的体积为V2。A.A中V1> V2,先发生:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,后发生:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,溶质的成分为:NaOH和Na2CO3,物质的量之比为1:1,A错误;B.B中V1< V2,先发生:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,后发生:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,溶质的成分为:NaHCO3和Na2CO3,物质的量之比为1:1,B错误;C.根据B分析,B中所含溶质物质的量之比是,C错误;D.根据B图,完全反应后溶液溶质为NaCl,根据元素守恒:n(NaOH)=n(HCl)=0.15L×0.2mol/L=0.03mol,c(NaOH)==0.3mol/L,D正确;故选D。
1.(2010·上海卷)将0.4gNaOH和1.06g混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】n(NaOH)==0.01mol、n(Na2CO3)==0.01mol,盐酸滴入后,由于氢氧化钠的碱性较强,盐酸和氢氧化钠反应0.4g氢氧化钠消耗0.1L盐酸,不产生气体;当氢氧化钠消耗完之后,盐酸和碳酸钠反应,由于氢离子浓度较小,,生成碳酸氢钠,还是没有气体产生,相关反应如下:CO32-+ H+(少量)=HCO3-,此时再消耗0.1L盐酸,不产生气体;当碳酸根消耗完后,0.01mol碳酸氢跟和氢离子反应,产生0.01mol二氧化碳气体,C选项符合题意,故答案为C。
2.(2022·浙江卷)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L-1Na2CO3溶液和40mL0.2mol·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
下列说法正确的是
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+=CO2↑+H2O
C.根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,则碳酸钠溶液的起始pH较大,甲曲线表示碳酸钠溶液中滴加盐酸,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢根离子再与氢离子反应产生碳酸,进而产生二氧化碳,则图中丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A项错误;B.由图示可知,当滴加盐酸的体积为20mL时,碳酸根离子恰好完全转化为碳酸氢根子,而V1> 20mL,V1mL时(a点、b点),没有二氧化碳产生,则所发生的反应为碳酸氢根离子与氢离子结合生成碳酸,离子方程式表示为:HCO+H+=H2CO3,B项错误;C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范围,可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,C项正确;D.根据电荷守恒和物料守恒,则Na2CO3中存在c(OH-)-c(H+)=2c(H2CO3)+c(HCO), NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+),D项错误;答案选C。
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第2讲 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
类型一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像
1.向某碳酸钠溶液中逐滴加入的盐酸,测得溶液中的物质的量随加入盐酸体积的关系如图所示,其中,则下列说法中正确的是
A.段反应的离子方程式与段反应的离子方程式相同
B.该碳酸钠溶液中含有
C.b点的数值为
D.b点时生成的物质的量为
2.将物质的量之比为1∶1的和混合并配成溶液,向溶液中逐滴滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入稀盐酸的体积与生成体积的关系的是
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·重庆·开学考试)尚予同学在实验室中制取CO2气体后,对剩余的废液进行后续探究,他向一定质量的废液中逐滴加入Na2CO3溶液,利用数字化传感器测得实验过程中生成沉淀或气体的质量与加入Na2CO3溶液的质量关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.由图可知该废液中肯定含有盐酸
B.反应Ⅱ表示生成白色沉淀的过程
C.A点时,溶液中的溶质只有一种
D.图中的数量关系为m2=2m1
4.(24-25高一下·湖南常德·期中)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示,下列说法正确的是
A.b点溶液显酸性
B.若V2=3V1,原混合溶液中Na2CO3、NaHCO3的质量相等
C.c点的溶质为NaCl
D.a点的溶液中K+、OH-、、Cl-能大量共存
类型二 NaOH、Na2CO3与盐酸反应的图像
5.(25-26高一上·江苏盐城·阶段检测)向50mL NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸,CO2的生成量与加入0.1 mol·L-1盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.0-a段只发生中和反应
B.a = 0.3
C.ab段发生反应的离子方程式为+2H+=H2O+CO2↑
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1:1
6.(24-25高一上·河北石家庄·阶段检测)向含等物质的量的和的混合溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的关系的是(纵坐标为产生的的量)
A. B. C. D.
7.(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)某溶液X中可能含有NaOH、、中的一种或两种,向其中滴加稀盐酸至过量,得到如图所示曲线。下列说法错误的是
A.溶液X中含有、NaOH
B.点,溶液的碱性先减弱后增强
C.M点对应的溶液中溶质为NaCl和
D.MP段发生反应的化学方程式为
类型三 二氧化碳通入氢氧化钠溶液反应后溶液的图像分析
8.(25-26高一上·重庆·期中)将通入氢氧化钠溶液中,然后在所得溶液R中滴加盐酸,所加盐酸的体积与产生的体积(标准状况)的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.段仅发生离子反应:
B.当加入盐酸时,产生的体积是
C.全部逸出时,所得溶液为氯化钠溶液
D.溶液R含有的物质的量之比为
9.(25-26高一上·吉林·期中)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.OA段主要发生的化学反应的离子方程式为:
B.原NaOH溶液的浓度为
C.AB段消耗盐酸的物质的量为1.5 mol
D.通入后形成的溶液体系中,
10.(24-25高一上·山东济南·阶段检测)浓度相同的溶液各倒入A、B、C三个烧杯中,分别向三份溶液中通入不等量的,充分反应后,再向三份所得溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示,下列判断正确的是(气体体积取标准状况计算)
A.通入后,A烧杯中的溶质成分是
B.B烧杯中通入的体积为
C.原溶液的浓度为
D.通入后,C烧杯中溶质成分的物质的量之比为
11.(24-25高一上·安徽阜阳·阶段检测)取一定量的NaOH溶液通入后,再继续向该溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.原溶液中NaOH的物质的量为0.75mol
B.通入后所得的溶液溶质成分为和
C.通入后所得的溶液中含有mol
D.原溶液通入标准状况下为112mL
12.(25-26高一上·重庆·阶段检测)向含的溶液中通入一定量的;再向该溶液中加入稀盐酸,反应生成的质量与加入稀盐酸的体积关系如下图所示。下列说法不正确的是
A.段,溶液中的质量随(盐酸)增大而减少
B.段发生反应的离子方程式为:
C.通入后的溶液中,与的个数比为
D.若向含的溶液加入上述稀盐酸至恰好中和,消耗盐酸的体积为
13.(23-24高一上·安徽亳州·期末)取等物质的量浓度的溶液两份和,每份,分别向、中通入不等量的,再继续向两溶液中逐滴加入的盐酸,标准状况下产生的气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表明原溶液中通入后,所得溶液中的溶质成分是和
B.曲线中消耗盐酸时发生的离子反应为:、
C.曲线表明原溶液中通入后,所得溶液加盐酸后产生气体体积标准状况的最大值为
D.原溶液的物质的量浓度为
1.(25-26高一上·湖北·阶段检测)某种天然碱的化学式为 ,取一定质量该天然碱溶于水,逐滴加入稀盐酸,溶液中的NaHCO3的物质的量与加入HCl的物质的量关系如图所示。下列说法错误的是
A.a:b=2:1
B.C点发生的离子反应是
C.若D点溶液的体积是2 L,则D点
D.E点n(Na+):n(Cl⁻)=1:1
2.(25-26高一上·重庆·期中)将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃,充分反应后排出气体A.将反应后的固体溶于水无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生气体(假设气体全部逸出溶液)的质量与所加盐酸中HCl的物质的量之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.x的数值为3.675
B.反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C.图中P点,溶液中的溶质是NaCl
D.密闭容器中排出气体A的成分为O2和水蒸气
3.(25-26高一上·黑龙江·期中)将碳酸钠溶液置于密闭容器中,并向其中逐滴加入盐酸,得到如图所示的曲线合并图(左纵坐标为的体积分数,右纵坐标为溶液的),下列说法正确的是
A.表示的体积分数变化的是曲线
B.当滴入盐酸时,溶液中的溶质主要为、
C.点反应的离子方程式:
D.当溶液的由8变为4时,溶液中的物质的量不变
4.(24-25高一上·辽宁辽阳·期末)某小组同学为探究溶液中通入后所得溶质的成分,向该反应后的溶液中逐滴加入盐酸,所得体积与所滴加盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.点对应的溶液中的溶质只含
B.若,则溶液中的溶质为、
C.若点时得到,则为0.1
D.若,则溶液中的溶质可能为、
5.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试)某兴趣小组实验室制取后的废液中的溶质是和。某同学取一定质量的该废液于烧杯中,并向其中逐滴加入溶液充分反应。下列图像是滴加过程中他对烧杯中物质变化情况的分析(溶液呈中性),其中错误的是
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·辽宁·阶段检测)向溶液中通入一定体积的使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加的稀盐酸,测得产生的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示(不考虑的溶解)。下列说法正确的是
A.根据题中所给信息,可以求得图中的c点坐标为
B.由0到a的过程中,溶质的总物质的量持续增大
C.由a到b的过程中,发生了1个化学反应
D.若减少初始的通入量,则c点横纵坐标都将减小
7.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各,分别通入一定量的后,向其中逐滴滴入的盐酸,在标准状况下产生的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图,下列说法正确的是
A.A中溶质是
B.中的溶质是和
C.B中所含溶质物质的量之比是
D.氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
1.(2010·上海卷)将0.4gNaOH和1.06g混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是
A. B.
C. D.
2.(2022·浙江卷)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L-1Na2CO3溶液和40mL0.2mol·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
下列说法正确的是
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+=CO2↑+H2O
C.根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
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