Question

向300mLKOH溶液中緩慢通入一定量的CO₂氣體，充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液，得到白色固體．請回答下列問題：（直接填空，不寫過程）
（1）由于CO₂通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試寫出所有可能的組成，填入下表，可以不填滿．

可能情況	①	②	③	④	⑤
組成物質(zhì)

（2）若通入CO₂氣體為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），得到11.9g 的白色固體．請通過計算確定此白色固體組成的物質(zhì)是

 

；所用的KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．

Answer 1

分析：（1）由于CO₂和KOH反應(yīng)時物質(zhì)的量之比不同則產(chǎn)物不同，故可根據(jù)CO₂和KOH反應(yīng)時物質(zhì)的量之比對產(chǎn)物進(jìn)行討論；
（2）利用極限法判斷當(dāng)固體質(zhì)量為11.9g時固體的成分，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算相關(guān)物理量．

解答：解：（1）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O  ②CO₂+KOH=KHCO₃
可知

n(CO2)

n(KOH)

=

1

2

時產(chǎn)物為K₂CO₃，

n(CO2)

n(KOH)

=1時產(chǎn)物為KHCO₃，
所以

n(CO2)

n(KOH)

＜

1

2

時，KOH 過量則產(chǎn)物為K₂CO₃+KOH；

1

2

＜

n(CO2)

n(KOH)

＜1時，對于①反應(yīng)來說二氧化碳過量而對于②反應(yīng)來說二氧化碳量不足，所以產(chǎn)物為K₂CO₃+KHCO₃；

n(CO2)

n(KOH)

＞1時，二氧化碳過量，則固體產(chǎn)物為KHCO₃．
故答案為：

可能情況	①	②	③	④	⑤
組成物質(zhì)	K2CO3、KOH	K2CO3	KHCO3、K2CO3	KHCO3

（2）由：①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O      
22.4L（標(biāo)態(tài)）      138g       
2.24L（標(biāo)態(tài)）       13.8g  
②CO₂+KOH=KHCO₃
22.4L（標(biāo)態(tài)）  100g
2.24L（標(biāo)態(tài)）  10.0g
∵13.8g＞11.9g＞10.0g
∴得到的白色固體是 K₂CO₃和KHCO₃的混合物．
設(shè)白色固體中 K₂CO₃ x mol，KHCO₃ y mol，即
①CO₂+2KOH=K₂CO₃+H₂O  
 xmol  2xmol  xmol                     
②CO₂+KOH=KHCO₃
 ymol ymol ymol
 x mol+y mol=

2.24L

22.4L/mol

=0.100 mol  （CO₂）
138g?mol^-1×x mol 100 g?mol^-1×y mol=11.9g  （白色固體）
解此方程組，得
x=0.0500mol   （K₂CO₃）
y=0.0500mol   （KHCO₃）
∴白色固體中，K₂CO₃ 質(zhì)量為 138g?mol^-1 ×0.0500mol=6.90g
KHCO₃質(zhì)量為 100 g?mol^-1×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物質(zhì)的量為2x mol+y mol=2×0.0500mol+0.0500mol=0.150mol
∴所用 KOH 溶液物質(zhì)的量濃度為

0.150mol

0.300L

=0.500 mol/L
故答案為：K₂CO₃和KHCO₃的混合物；0.500 mol/L．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度角度，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷可能的反應(yīng)產(chǎn)物，從質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的方程式計算．