CO2與強堿溶液反應產(chǎn)物的判斷
——依量反應產(chǎn)物的判斷

王法鵬

(安徽省靈璧中學 234200)

中學化學中，與反應物量有關(guān)的化學反應很多，稱之為依量反應，如何對依量反應進行計算是教學中一個難點，對于該類型題可以采用以下解題步驟進行處理.

解題步驟：

1.判斷可能發(fā)生的反應，寫出相關(guān)的化學方程式.

2.按恰好完全反應，確定相關(guān)反應物的物質(zhì)的量之比.(即尋找臨界點)

3.根據(jù)臨界點，確定討論范圍，進行判斷.

4.進行定量計算常用討論法和守恒法進行解答.

下面以CO2與NaOH溶液反應為例：

反應原理：

①

②

由①與②可得:

根據(jù)上述反應原理對于CO2與NaOH溶液反應后溶液的組成進行判斷.

一、根據(jù)反應物之間物質(zhì)的量關(guān)系進行判斷

可以根據(jù)

兩個反應作為依據(jù)，以反應物的物質(zhì)的量的關(guān)系為臨界點進行討論：

反應物間關(guān)系溶液組成n(NaOH)n(CO2)>21NaOH、Na2CO3n(NaOH)n(CO2)=21Na2CO321>n(NaOH)n(CO2)>11Na2CO3、NaHCO311≧n(NaOH)n(CO2)NaHCO3

二、根據(jù)反應產(chǎn)物的質(zhì)量進行判斷

如向含4 g NaOH溶質(zhì)的溶液中通入CO2氣體：

產(chǎn)物的質(zhì)量溶液組成m(產(chǎn)物)=8.4gNaHCO38.4g>m(產(chǎn)物)>5.3gNa2CO3、NaHCO3m(產(chǎn)物)=5.3gNa2CO35.3g>m(產(chǎn)物)>4.0gNa2CO3、NaOH

例1 往100mL的NaOH溶液中通入CO2充分反應后，在減壓和較低溫度下，小心地將溶液蒸干，得到白色固體M.通入的CO2體積V(標準狀況)與白色固體M的質(zhì)量W的關(guān)系如圖所示.

試解答下列問題：

(1)A點時，白色固體M的化學式為____，通入的CO2的體積為____mL.

(2)C點時，白色固體M的化學式為____，通入的CO2的體積為 ____mL.

(3)B點時，M的組成成份為____(用化學式表示)，通入的CO2的體積為____mL.

(4)該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為____.

解析4g NaOH完全反應生成Na2CO3時，所得固體質(zhì)量為5.3g，全部生成NaHCO3時所得固體質(zhì)量為8.4g，所以A點為Na2CO3，通入CO2的體積為1.12L.C點為NaHCO3，通入CO2的體積為2.24L.B點介于兩者之間，故為Na2CO3、NaHCO3混合物，利用守恒法計算CO2的體積為1.792L,則原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol/L.

三、根據(jù)反應產(chǎn)物與鹽酸反應的現(xiàn)象進行判斷

如向NaOH與一定量的CO2反應后的溶液中加鹽酸，所產(chǎn)生的氣體與鹽酸體積的關(guān)系為：

V(HCl)的關(guān)系反應產(chǎn)物的組成V1=V2Na2CO3V1>V2Na2CO3、NaOHV1

例2 向四只盛有一定量NaOH溶液的燒杯中通入不同量的CO2氣體，再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產(chǎn)生CO2氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖(忽略CO2的溶解和HCl的揮發(fā))下列分析都正確的組合是( )

① Ⅰ圖對應溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3；

② Ⅱ圖對應溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，且二者的物質(zhì)的量之比為1∶1；

③ Ⅲ圖對應溶液中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，且二者的物質(zhì)的量之比為1∶1；

④ Ⅳ圖對應溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3.

A.①② B.①③ C.②④ D.②③

解析圖像Ⅰ中從O點即開始產(chǎn)生CO2氣體，對應溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3，①正確；圖像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗的HCl的量，對應溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3，且二者的物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶(3-1×2)=1∶1，②正確；圖像Ⅲ中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗的HCl的量，對應溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3，③不正確；圖像Ⅳ中Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗的HCl的量，對應溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3、NaOH，且二者的物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶(3-1×2)=1∶1，④不正確.

練習：1.向濃度相等，體積均為50mL的A、B兩份NaOH溶液中，分別通入一定量的CO2后，再稀釋到100mL.

(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶質(zhì)的組成可能是:

①________________________,

②________________________,

③________________________,

④________________________.

(2)在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示.

①A曲線表明，原溶液倒入CO2后，所得溶液與鹽酸反應產(chǎn)生CO2的最大體積是____mL；(標準狀況)

②B曲線表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶質(zhì)的化學式為：____；

③原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為：____.

2.向100g 8%的NaOH溶液中通入一定量的H2S，然后將溶液在低溫下小心蒸干.所得固體與通入H2S量的關(guān)系如下圖所示.

如果最后所得到的固體質(zhì)量為7.92g，則通入的標準狀況下的H2S的體積為____或____.

參考答案：

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

④NaHCO3.

(2)①112 mL

②NaOH、Na2CO3

③0.150mol/L.

2.896mL 或 2307.2 mL.

參考文獻：

[1]王磊.普通高中課程標準實驗教科書.化學1( 必修)[M].濟南：山東科技出版社，2007.

[2]王磊.普通高中課程標準實驗教科書.化學反應原理(選修)[M]. 濟南：山東科技出版社，2007.