第三章《自然界中的元素》检测题
一、单选题(共 15 小题)
1.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴
有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )
A. 答案 A
B. 答案 B
C. 答案 C
D. 答案 D
2.下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法,不正确的是( )
A. 浓硫酸有脱水性,稀硫酸没有脱水性
B. 浓硫酸有氧化性,稀硫酸没有氧化性
C. 浓硫酸和稀硫酸都有酸性
D. 常温下,浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应
3.硝酸工业尾气中含有高浓度的一氧化氮和二氧化氮,它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放
的尾气中一氧化氮、二氧化氮的体积比为 1∶1,该厂采用氢氧化钠溶液来处理该尾气,处理后所
得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中,氮元素的化合价为( )
A. -3
B. +1
C. +3
D. +5
4.实验室常用热的氢氧化钠溶液洗去试管内壁沾有的硫单质,发生反应:6NaOH+3S 2Na2S
+Na2SO3+3H2O。关于该反应的说法不正确的是( )
A. 硫既是氧化剂又是还原剂
B. 硫化钠是还原产物
C. 硫既表现氧化性又表现还原性
D. 消耗 3 mol 硫,转移电子 6 mol
5.向 100 mL 12 mol·L-1 的浓硝酸中加入足量的铜片,充分反应后,被还原的硝酸的物质的量为
( )
A. 0.3 mol
B. 0.6 mol
C. 小于 0.6 mol
D. 介于 0.3 mol 和 0.6 mol 之间
6.下列物质均有漂白作用,其中漂白原理与其他三种不同的是( )
A. HClO
B. SO2
C. O3
D. Na2O2
7.实验室收集①一氧化氮、②二氧化氮两种气体,下列收集方法正确的是( )
A. ①和②都用排水法
B. ①和②都用向上排空气法
C. ①用向上排空气法,②用排水法
D. ①用排水法,②向上排空气法
8.将 CO2 气体通入 CaCl2 溶液,若要有白色沉淀产生,可加入的试剂是( )
A. 氯化钾溶液
B. 碳酸氢钙溶液
C. 氯水
D. 氢氧化钠溶液
9.同温同压下,三个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①HCl、②NO2、③体积比为 1∶1 的 NO2 和
O2,进行喷泉实验.经充分反应后烧瓶内溶质的物质的量浓度之比为( )
A. 1∶1∶1
B. 4∶4∶5
C. 5∶5∶4
D. 15∶10∶12
10.下列物质在一定条件下能够与硫黄发生反应,且硫做还原剂的是( )
A. O2
B. Fe
C. H2
D. Cu
11.下列关于氨水的叙述正确的是( )
A. 氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱
B. 氨水和液氨成分不同
C. NH3 溶于水后,在水溶液中主要以 NH 形式存在
D. 1 mol·L-1 的氨水指在 1 L 溶液中含 NH3·H2O、NH 物质的量之和为 1 mol
12.不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A. 氯、溴、碘
B. 钠、镁、铝
C. 烧碱、氢气
D. 食盐、淡水
13.下列关于硫的叙述中不正确的是( )
A. 在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫
B. 游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C. 实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄
D. 硫是黑火药的主要成分之一
14.控制二氧化碳排放,需要从人人做起,“低碳生活”成为新的时尚潮流。下列不属于“低碳生活”
方式的是( )
A. 多用电子邮件、微信、QQ 等即时通讯工具,少用传真打印机
B. 尽量使用太阳能等代替化石燃料
C. 减少使用一次性餐具
D. 提倡塑料袋的无偿使用
15.能用如图所示装置进行喷泉实验的一组气体是( )
A. HCl 和 CO2
B. NH3 和 CH4
C. SO2 和 CO
D. NO2 和 NO
二、实验题(共 3 小题)
16.(1)向橙色的溴水中加入足量的镁粉,充分振荡后过滤,溶液呈现________色,原因用化学方程
式表示为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2) 若 向 (1) 中 滤 液 加 入 适 量 的 氯 水 后 , 溶 液 呈 ________ 色 , 原 因 用 离 子 方 程 式 表 示 为
________________________________________________________________________。
(3)若向(1)中滤液加入适量的硝酸银溶液,溶液中有________生成,原因用离子方程式表示为
________________________________________________________________________。
17.在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行如下实验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,加几滴水,
搅拌均匀,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。请回答下列问题:
(1)生成的这种黑色物质(单质)是(填化学式)______。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的污染
物 之 一 , 这 种 刺 激 性 气 味 气 体 为 ( 填 化 学 式 )__________________ , 反 应 的 化 学 方 程 式 为
______________________________________________。
(3)根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有________(填字母)。
A.酸性 B.吸水性
C.脱水性 D.强氧化性
(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液________,说明这种气
体有________性;将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入氯水中,发生反应的化学方程式为
__________________________________。
(5)能否用澄清石灰水鉴别(2)中产生的两种气体 (填“能”或“不能”)__________,若不能,请写出两
种可以鉴别这两种气体的试剂__________________________。
18.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以 NaCl、NH3、
CO2 等为原料先制得 NaHCO3,进而生产出纯碱。有关化学方程式:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;
NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是( )
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们设计了各种方案。
A 同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、
固定用的仪器未画出)。试回答下列有关问题:
①乙装置中的试剂是____________;
②丁装置中稀硫酸的作用是______________________;
③实验结束后,分离出 NaHCO3 晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
B 同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验:
①实验时,须先从________管通入________ 气体,再从________管中通入________气体;
②有同学建议在戊装置的 b 管下端连接己装置,理由是_____________________________;
(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:________________________________。
三、计算题(共 3 小题)
19.若将 12.8 g 铜跟一定量的浓硝酸反应,铜耗完时,共产生标准状况下 5.6 L 气体。则所消耗硝酸
的物质的量是________。
20.中学化学常见物质 A、B 可以发生如下反应:A+B→X+Y+H2O (未配平,反应条件略去)常温
下 A 在 B 的浓溶液中会“钝化”,且 A 可溶于 X 溶液中,A 和 B 以物质的量之比 1∶4 反应。
(1)过量的 A 和 100 mL 2 mol·L-1 的 B 溶液充分反应后将溶液稀释至 500 mL 后溶液中阴离子的物质
的量浓度为__________。
(2)含 amol X 的溶液溶解了一定量 A 后,若溶液中两种金属阳离子的物质的量之比为 1∶2 时,则
被还原的 X 的物质的量是________。
21.在标准状况下,用以下气体做喷泉实验,请根据情况,填写烧瓶中溶液的物质的量浓度(假设烧
瓶中溶质不能扩散出来)。
(1)用 HCl 气体做喷泉实验,喷泉结束后,水充满烧瓶,则溶液的物质的量浓度为______________;
(2)用 NH3 做喷泉实验时,喷泉结束后,水充满烧瓶,则溶液的物质的量浓度为____________;
(3)用 NO2 做喷泉实验时,喷泉结束后,水充至烧瓶的 处,则溶液的物质的量浓度为____________;
(4)用 NO2 和 O2 按 4∶1 体积比混合,喷泉结束后,水充满烧瓶,则溶液的物质的量浓度为
________ 。
四、填空题(共 3 小题)
22.某课外活动小组的同学在教师的帮助下,探究用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)炼铁的主要原理。他
们设计的实验装置如下图,回答下列问题:
(1)写出用一氧化碳还原氧化铁的化学方程式_________________。
(2)图 A 中设计的第二个酒精灯的目的是________________________,反应的化学方程式为
____________________________。
(3)图 B 和图 A 相比,他的主要优点是________________________________。
23.一定体积的 NO2 气体依次通过盛有以下物质的容器,饱和 NaHCO3 溶液→浓 H2SO4→固体
Na2O2,发生反应的化学方程式:
(1)________________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________________;
(3)________________________________________________________________________;
(4)________________________________________________________________________。
24.向 300 mL 某浓度的氢氧化钠溶液中缓慢通入一定量二氧化碳气体,充分反应后将溶液小心蒸干,
得到白色固体。
(1)由于通入二氧化碳的量不同,得到的白色固体组成也不同。请按要求完成下表:
(2)当通入二氧化碳为 2.24 L(标准状况),得到 9.5 g 白色固体,那么所用氢氧化钠溶液的物质的量
浓度为______________。
(3)若通入二氧化碳为 VL(标准状况),得到 Ng 白色固体,当 =0.1 时,白色固体的组成为
____________,其质量为____________(计算结果精确到 0.1 g)。
答案解析
1.【答案】A
【解析】各处发生的反应及现象:
①KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,产生黄绿色气体;
②2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,Br2 溶于水显橙色;
③2KI+Cl2===2KCl+I2,淀粉遇 I2 变蓝色;
④Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,两种盐的水溶液都无颜色,故棉球显白色。
2.【答案】B
【解析】稀 H2SO4 也有氧化性,能氧化活泼金属,本身被还原生成 H2。
3.【答案】C
【解析】一氧化氮、二氧化氮的体积比为 1∶1,两者中氮的价态分别为+2、+4 价,一个升高,
一个降低,含氮钠盐中的氮的价态是+3 价。
4.【答案】D
【解析】在 6NaOH+3S 2Na2S+Na2SO3+3H2O 反应中,硫的化合价有升有降,硫既表现氧
化性又表现还原性。3 mol 硫参加反应,其中 2 mol 硫表现氧化性,得到 4 mol e-,1 mol 硫表现还
原性,失去 4 mol e-, A、C 项正确;从硫到硫化钠,硫元素化合价从 0 降到-2,硫化钠是还原
产物, B 项正确;消耗 3 mol 硫,转移电子 4 mol ,D 项不正确。
5.【答案】D
【解析】 因为 Cu 是足量的,随着反应的进行,浓硝酸会逐渐变稀,所以本题涉及的反应有两个:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ①
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②
采用极限分析法:若只发生反应①,则被还原的 HNO3 物质的量: ×1.2 mol=0.6 mol;若只发生
反应②,则被还原的 HNO3 的物质的量为 ×1.2 mol=0.3 mol。
6.【答案】B
【解析】SO2 的漂白属于化合型,而 HClO、O3、Na2O2 均属于氧化型。
7.【答案】D
【解析】一氧化氮不溶于水,易于空气中的氧气反应,一氧化氮不能用向上排空气法收集,应用
排水法收集;二氧化氮易溶于水且与水反应,不能用排水法收集,二氧化氮的密度比空气大,应
用向上排空气法收集。
8.【答案】D
【解析】由于碳酸的酸性弱于盐酸,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸与氯化钙不反应,与氯化
钾或碳酸氢钙都不反应,加入氯水,也不反应;加入氢氧化钠,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳
酸钠,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀。只有 D 项符合。
9.【答案】C
【解析】假设烧瓶容积为 VL,气体摩尔体积为 VmL·mol-1,氨气、氯化氢所得溶液体积等于烧瓶容
积,物质的量浓度为 mol·L-1;体积比为 1∶1 的 NO2 和 O2 的混合气中,NO2 和 O2 的体积都为
VL,由 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 知剩余氧气 V,生成硝酸物质的量为 mol,烧瓶充满溶
液其体积为 VL- VL
V= VL,所以溶质的物质的量浓度为 mol·L - 1= mol·L - 1, mol·L - 1∶ mol·L -
1∶ mol·L-1=5∶5∶4。
10.【答案】A
【解析】硫是较活泼的非金属元素,能与许多金属、非金属发生反应。硫与活泼非金属单质氧气
反应时,表现出还原性;硫与金属单质、氢气等反应时,表现出氧化性。
11.【答案】B
【解析】NH3·H2O 是一种弱碱,在水中发生部分电离使溶液呈碱性;液氨是纯净物,氨水是一种
混合物;氨水中共含有六种粒子,分别是 H2O、NH3、NH3·H2O、NH 、OH-和少量的 H+,溶于
水的氨气大部分与水反应生成 NH3·H2O,只有少部分 NH3·H2O 电离,氨水中除水外,物质的量浓
度最大的粒子是 NH3·H2O。
12.【答案】D
【解析】获得 Cl2、NaOH、H2 需要电解饱和食盐水;获得 Na、Mg、Al 需要电解相应熔融物,Br2、
I2 需由 Br-、I-氧化得到;食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可得到,为物理变化。
13.【答案】C
【解析】硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳
岩层)的形式存在,A、B 项正确;硫俗称硫黄,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,常用二
硫化碳除去试管内壁附着的硫单质,C 项错误;黑火药的主要成分为硫、硝石和木炭,D 项正确。
14.【答案】D
【解析】多用电子邮件、QQ 等即时通讯工具,少用传真打印,也就减少了使用碳墨,减少了含碳
物质的排放,属于“低碳生活”方式;尽量使用太阳能等代替化石燃料,减少了含碳物质的排放,属
于“低碳生活”方式;减少使用一次性餐具,减少了木材的砍伐,减少了二氧化碳的排放,属于“低
碳生活”方式;提倡塑料袋的无偿使用会增加二氧化碳的排放,且能产生白色污染,不属于“低碳生
活”方式。
15.【答案】A
【解析】氯化氢和二氧化碳都易溶于氢氧化钠溶液,挤压装置中的胶头滴管,它们被氢氧化钠溶
液吸收,烧瓶内的气压都迅速减小,都可形成喷泉。甲烷、一氧化碳、一氧化氮都不溶于水或氢
氧化钠溶液,烧瓶内的气压几乎无变化,不能形成喷泉。
16.【答案】 (1)无 Mg+Br2===MgBr2
(2)橙 Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
(3)浅黄色沉淀 Ag++Br-===AgBr↓
【解析】 溴水中含有 Br2 而显橙色,Br2 与 Mg 反应而使溴水退色;Cl2 和 MgBr2 反应生成 Br2 使
溶液又显橙色;滤液中的 MgBr2 和 AgNO3 反应生成 AgBr 浅黄色沉淀。
17.【答案】(1)C
(2)SO2 C+2H2SO4(浓)===2SO2↑+CO2↑+ 2H2O (3)BCD
(4)退色 漂白 SO2+Cl2+ 2H2O===H2SO4+ 2HCl
(5)不能 品红溶液、溴水或高锰酸钾溶液
【解析】(1)浓硫酸具有脱水性,生成的黑色物质为蔗糖与浓硫酸脱水形成的碳单质。(2)浓硫酸具
有强氧化性,蔗糖脱水形成的碳单质可以继续与浓硫酸发生反应 C+2 H2SO4(浓)===2SO2↑+CO2↑
+ 2H2O。(3)根据实验现象及(1)、(2)的分析知,在蔗糖与浓硫酸的反应中,浓硫酸具有吸水性、
脱水性和强氧化性。(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体二氧化硫通入品红溶液中,由于二氧化
硫 具 有 漂 白 性 , 品 红 溶 液 会 退 色 。 将 二 氧 化 硫 通 入 氯 水 中 , 会 发 生 反 应 SO2 + Cl2 +
2H2O===H2SO4+ 2HCl。(5)(2)中产生的二氧化硫、二氧化碳通入澄清石灰水中,都能产生白色沉
淀,现象相同,不能用澄清石灰水鉴别。二氧化硫具有漂白性可使品红溶液退色,具有还原性可
使溴水、高锰酸钾溶液退色,二氧化碳不能使品红溶液、溴水、高锰酸钾溶液退色,二氧化硫和
二氧化碳可选用品红溶液、溴水、高锰酸钾溶液进行鉴别。
18.【答案】(1) c
(2) A①饱和碳酸氢钠溶液 ②吸收多余氨气 ③过滤 B①a NH3 b CO2 ②增大气体与溶液接
触面积,提高 CO2 吸收率
(3)用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应,或往烧碱溶液中通入过量 CO2;或往饱和 Na2CO3 溶液中通
入过量 CO2 等
【解析】(1)碳酸氢钠易溶于水, a 错误;碳酸氢钠受热易分解,与其在溶液中首先结晶析出无关,
b 错误;碳酸氢钠的溶解度相对最小,在溶液中首先结晶析出,c 正确。
(2)A①盐酸易挥发,利用盐酸制取的二氧化碳中常会含有氯化氢气体,碳酸氢钠能与盐酸反应不与
二氧化碳反应,通过碳酸氢钠溶液可除掉二氧化碳气体中的氯化氢气体。②丁中稀硫酸可吸收挥
发出的氨气。③分离固体与液体常采用的实验操作是过滤。
B①制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,先通入氨
气使溶液呈碱性,可增加 CO2 的溶解量;由于氨气溶解度大,如果将氨气直接通入水中溶解,容
易产生倒吸,所以从图中导管下端位置可知 a 通 NH3,b 通 CO2。②装置改动后二氧化碳与溶液的
接触面积变大,提高了二氧化碳的吸收率。(3)从题干信息 NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl
可得,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,可在饱和 Na2CO3 溶液中通入过量 CO2:Na2CO3+CO2+
H2O===2NaHCO3↓,也可采用烧碱溶液中通入过量 CO2,NaOH+CO2===NaHCO3。
19.【答案】0.65 mol
【解析】产生的 5.6 L 气体是 NO2 和 NO 的混合气体。消耗 HNO3 的总物质的量=起酸性作用的
HNO3 的 物 质 的 量 + 起 氧 化 剂 作 用 ( 被 还 原 ) 的 HNO3 的 物 质 的 量 ; 铜 的 物 质 的 量 n(Cu) =
=0.2 mol,起酸性作用的 HNO3 的物质的量 n(HNO3)=0.2 mol×2=0.4 mol, NO2 和
NO 总物质的量 n(NO2、NO)= =0.25 mol,起氧化剂作用的 HNO3 的总物质的量
n(HNO3)=0.25 mol,共消耗的硝酸的物质的量为 0.65 mol。
20.【答案】(1)0.3 mol·L-1 (2) amol 或 amol
【解析】由题意可知 A 为铁,B 为硝酸,铁与稀硝酸反应的方程式:
3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
硝酸的物质的量=0.1 L×2 mol·L-1=0.2 mol,
生成硝酸亚铁的物质的量=0.2 mol÷8×3=0.075 mol,
稀释后溶液中阴离子的物质的量浓度=0.075 mol×2÷0.5 L=0.3 mol·L-1;
设被还原的硝酸铁中物质的量为 x,
由 2Fe3++Fe===3Fe2+可知, 生成 Fe2+的物质的量=1.5x,
(amol-2x) ∶1.5x=1∶2,x=0.25amol,
(amol-2x) ∶1.5x=2∶1,x= amol。
21.【答案】(1)0.045 mol·L-1 (2)0.045 mol·L-1
(3)0.045 mol·L-1 (4)0.036 mol·L-1
【解析】(1)由于 HCl 气体极易溶于水,最终所得溶液的体积和原 HCl 气体的体积相等,即相当于
VL 溶液中溶解了 VL HCl 气体,故 HCl 气体的物质的量为 mol(设烧瓶体积为 VL),溶液的物
质的量浓度为 ÷V= mol·L-1≈0.045 mol·L-1。
(2)由于 NH3 也极易溶于水,最终所得溶液的体积和原 NH3 的体积是相等的。故所得溶液的物质的
量浓度也为 mol·L-1,约为 0.045 mol·L-1。
(3)由反应方程式 3NO2+H2O===2HNO3+NO 知,NO2 气体有 被氧化成 HNO3,喷泉实验结束后所
得溶液的体积亦为原 NO2 气体体积的 ,故该溶液的物质的量浓度为 mol·L-1,约为 0.045
mol·L-1。
(4)由反应方程式 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 知,NO2 与 HNO3 的物质的量相等,NO2 的体积占混
合气体总体积的 ,即相当于 1 L 溶液中溶有的 HNO3 为 × mol,约为 0.036 mol,其 c(HNO3)
=0.036 mol·L-1。
22.【答案】(1)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(2)使没反应的一氧化碳全部消耗,防止一氧化碳污染环境 2CO+O2 2CO2。
(3)B 图比 A 图节约能源,减少空气污染
【解析】(1) 一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。该反应的化学方程式为 3CO
+Fe2O3 2Fe+3CO2。
(2)A 中设置第二个酒精灯的目的是防止未反应的一氧化碳释放到空气中污染空气,一氧化碳与氧
气在点燃条件下反应生成二氧化碳,该反应的化学方程式为 2CO+O2 2CO2。
(3)图 B 与图 A 相比,图 B 的主要优点是利用了一氧化碳的可燃性,节约燃料,减少空气污染。
23.【答案】(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)NaHCO3+HNO3===NaNO3+CO2↑+H2O
(3)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
(4)2NO+O2===2NO2
【解析】NO2 气体通入饱和 NaHCO3 溶液,首先与 H2O 反应生成 HNO3 和 NO,生成的 HNO3 继续
与 NaHCO3 反应生成 CO2 及水蒸气,通过浓 H2SO4 除去水蒸气,此时剩下气体为 NO 和 CO2,通
过固体 Na2O2 后 CO2 被吸收放出 O2,O2 与 NO 反应生成 NO2。
24.【答案】(1)
(2)0.5 mol·L-1
(3)Na2CO3 和 NaOH 6.8 g
【解析】(1)①CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O、②CO2+NaOH===NaHCO3,可知:
当 >2 时,NaOH 过量只发生反应①,溶液中溶质为 NaOH 和 Na2CO3;
当 =2 时,发生反应①,NaOH 与 CO2 恰好完全反应,溶液中溶质为 Na2CO3;
当 =1 时,发生反应②,NaOH 与 CO2 也是恰好完全反应,溶液中溶质为 NaHCO3;
当 <1 时,CO2 过量,溶液中溶质为 NaHCO3;
当 1< <2 时,发生反应①、②,溶液中溶质为 Na2CO3、NaHCO3。
(2)n(CO2) =0.1 mol,假设二氧化碳完全生成碳酸钠,根据 C 原子守恒可知,m(Na2CO3)=0.1
mol×106 g·mol-1=10.6 g,
假设完全反应生成碳酸氢钠,根据 C 原子守恒可知,m(NaHCO3)=0.1 mol×84 g·mol-1=8.4 g,
因为 10.6 g>9.5 g>8.4 g,
所以得到的白色固体是 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物。
设白色固体中 Na2CO3 为 xmol,NaHCO3 为 ymol,则: ,x=0.05,y=0.05。
根据钠离子守恒可知 n(NaOH)=0.05 mol×2+0.05 mol=0.15 mol,c(NaOH)= =0.5
mol·L-1。
(3)根据(2)中可知,假设二氧化碳完全生成碳酸钠时,可知 = =0.21,假设完全反应生成碳
酸氢钠时,可知 =0.27,由于 =0.1,故应是 Na2CO3 和 NaOH 的混合物。由碳元素守恒可知,
n(Na2CO3)=n(CO2)= = mol,由钠离子守恒可知 n 剩 余 (NaOH)=0.15 mol-
2× mol=(0.15- )mol,故 ×0.1=V,V= ,所
得固体质量 N=10V=10× g≈6.8 g。