CO2与强碱溶液反应产物的判断——依量反应产物的判断

王法鹏

(安徽省灵璧中学 234200)

中学化学中，与反应物量有关的化学反应很多，称之为依量反应，如何对依量反应进行计算是教学中一个难点，对于该类型题可以采用以下解题步骤进行处理.

解题步骤：

1.判断可能发生的反应，写出相关的化学方程式.

2.按恰好完全反应，确定相关反应物的物质的量之比.(即寻找临界点)

3.根据临界点，确定讨论范围，进行判断.

4.进行定量计算常用讨论法和守恒法进行解答.

下面以CO2与NaOH溶液反应为例：

反应原理：

①

②

由①与②可得:

根据上述反应原理对于CO2与NaOH溶液反应后溶液的组成进行判断.

一、根据反应物之间物质的量关系进行判断

可以根据

两个反应作为依据，以反应物的物质的量的关系为临界点进行讨论：

反应物间关系溶液组成n(NaOH)n(CO2)>21NaOH、Na2CO3n(NaOH)n(CO2)=21Na2CO321>n(NaOH)n(CO2)>11Na2CO3、NaHCO311≧n(NaOH)n(CO2)NaHCO3

二、根据反应产物的质量进行判断

如向含4 g NaOH溶质的溶液中通入CO2气体：

产物的质量溶液组成m(产物)=8.4gNaHCO38.4g>m(产物)>5.3gNa2CO3、NaHCO3m(产物)=5.3gNa2CO35.3g>m(产物)>4.0gNa2CO3、NaOH

例1 往100mL的NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M.通入的CO2体积V(标准状况)与白色固体M的质量W的关系如图所示.

试解答下列问题：

(1)A点时，白色固体M的化学式为____，通入的CO2的体积为____mL.

(2)C点时，白色固体M的化学式为____，通入的CO2的体积为 ____mL.

(3)B点时，M的组成成份为____(用化学式表示)，通入的CO2的体积为____mL.

(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为____.

解析4g NaOH完全反应生成Na2CO3时，所得固体质量为5.3g，全部生成NaHCO3时所得固体质量为8.4g，所以A点为Na2CO3，通入CO2的体积为1.12L.C点为NaHCO3，通入CO2的体积为2.24L.B点介于两者之间，故为Na2CO3、NaHCO3混合物，利用守恒法计算CO2的体积为1.792L,则原NaOH溶液的物质的量浓度为1mol/L.

三、根据反应产物与盐酸反应的现象进行判断

如向NaOH与一定量的CO2反应后的溶液中加盐酸，所产生的气体与盐酸体积的关系为：

V(HCl)的关系反应产物的组成V1=V2Na2CO3V1>V2Na2CO3、NaOHV1

例2 向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)下列分析都正确的组合是( )

① Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3；

② Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1；

③ Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1；

④ Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3.

A.①② B.①③ C.②④ D.②③

解析图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体，对应溶液中的溶质为NaHCO3，①正确；图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗的HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaHCO3，且二者的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶(3-1×2)=1∶1，②正确；图像Ⅲ中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗的HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3，③不正确；图像Ⅳ中Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗的HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH，且二者的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶(3-1×2)=1∶1，④不正确.

练习：1.向浓度相等，体积均为50mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100mL.

(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的组成可能是:

①________________________,

②________________________,

③________________________,

④________________________.

(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示.

①A曲线表明，原溶液倒入CO2后，所得溶液与盐酸反应产生CO2的最大体积是____mL；(标准状况)

②B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为：____；

③原NaOH溶液的物质的量浓度为：____.

2.向100g 8%的NaOH溶液中通入一定量的H2S，然后将溶液在低温下小心蒸干.所得固体与通入H2S量的关系如下图所示.

如果最后所得到的固体质量为7.92g，则通入的标准状况下的H2S的体积为____或____.

参考答案：

1.(1)①NaOH、Na2CO3,②Na2CO3③Na2CO3、NaHCO3

④NaHCO3.

(2)①112 mL

②NaOH、Na2CO3

③0.150mol/L.

2.896mL 或 2307.2 mL.

参考文献：

[1]王磊.普通高中课程标准实验教科书.化学1( 必修)[M].济南：山东科技出版社，2007.

[2]王磊.普通高中课程标准实验教科书.化学反应原理(选修)[M]. 济南：山东科技出版社，2007.