CO2與堿溶液的反應(yīng)一、選擇題1將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是（ ）【答案】D【解析】在混合溶液中通入CO2氣體，反應(yīng)的先后順序為：Ca(OH)2+ CO2CaCO3+ H2O、2KOH+ CO2K2CO3+H2O、K2CO3+CO2+H2O2KHCO3、CaCO3+ CO2 + H2OCa(HCO3)2。符合以上反應(yīng)的圖像只有D。2向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是（ ）A原NaOH溶液的濃度為0.1 mol/LB通入CO2的體積為448 mLC所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)=21D所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)n(Na2CO3)=13【答案】C【解析】本題主要考查有關(guān)化學(xué)方程式的計算。由圖像知，加入100 mL 0.2 mol/L的鹽酸時，得到NaCl溶液，由電荷守恒和原子個數(shù)守恒可得n(NaOH)=n(HCl)，NaOH溶液的濃度為0.2mol/L；因沒有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計算CO2的體積；025mL沒有氣體生成，從25mL開始加鹽酸生成二氧化碳?xì)怏w，共消耗鹽酸100mL25mL=75mL，兩個過程消耗的鹽酸的體積比為13，則NaOH溶液通入一定量CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)物質(zhì)的量的關(guān)系是n(NaHCO3) n(Na2CO3)= 21，故選C。3將足量的CO2不斷通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為（ ）A BC D【答案】C【解析】本題考查化學(xué)圖像以及化學(xué)反應(yīng)原理，意在考查考生的化學(xué)反應(yīng)先后順序的辨析能力和理解能力。將足量的CO2不斷通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，發(fā)生反應(yīng)先后順序依次為Ba(OH)2、NaOH、NaAlO2，則圖像為沉淀產(chǎn)生并逐漸增大平臺(不變)沉淀逐漸增大；然后發(fā)生反應(yīng)順序為：Na2CO3、BaCO3，沉淀最大不變(平臺)沉淀減少最后不變(沉淀為氫氧化鋁沉淀)，因此圖像為C。4向四只盛有相同量NaOH溶液的燒杯中通入不同量的CO2氣體，在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產(chǎn)生的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))，則下列分析都正確的組合是對應(yīng)圖象溶液中的主要成分ANaOH、NaHCO3BNaHCO3、Na2CO3CNaOH、Na2CO3DNa2CO3【答案】B【解析】本題考查鈉的重要化合物的性質(zhì)及有關(guān)化學(xué)方程式的計算。A選項，如果溶液中含氫氧化鈉，開始加入鹽酸不會生成氣體，與圖像不符，錯誤；B選項，溶液中的主要成分是碳酸氫鈉和碳酸鈉，加入鹽酸，先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，沒有氣體放出碳酸鈉反應(yīng)完后才開始生成氣體，與圖像符合；C選項，如果溶液中主要成分是氫氧化鈉和碳酸鈉，加入鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，之后鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)才生成氣體二氧化碳，圖像中加入2體積鹽酸開始生成氣體，則生成氣體消耗鹽酸的體積一定小于2體積，錯誤；D選項，如果溶液中只有碳酸鈉，則未產(chǎn)生氣體前加入的鹽酸體積與產(chǎn)生氣體消耗的鹽酸體積相等，錯誤。故選B。5由Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Na2O、NaCl中的某幾種組成的混合物，向其中加入足量的鹽酸有氣體放出。將氣體通過足量的NaOH溶液，氣體體積減少。將上述混合物在空氣中加熱，有氣體放出且固體質(zhì)量增加。下列判斷正確的是（ ）A混合物中一定不含Na2CO3、NaClB混合物中一定有Na2O2、NaHCO3、Na2OC無法確定混合物中是否含有NaHCO3D混合物中一定不含Na2O2、NaCl【答案】B【解析】混合物中加鹽酸產(chǎn)生氣體，氣體通入NaOH溶液后，體積減少，可知氣體成分為CO2和O2，則混合物中一定有Na2O2，至少有Na2CO3和NaHCO3中的一種；混合物在空氣中加熱，有氣體放出且固體質(zhì)量增加，則混合物中一定有NaHCO3。NaHCO3受熱分解產(chǎn)物CO2和H2O，再與Na2O2反應(yīng)的質(zhì)量變化如下：固體質(zhì)量減小，而題給信息是固體質(zhì)量增加，故一定還有Na2O，而Na2CO3和NaCl無法確定。6向體積均為10 mL且物質(zhì)的量濃度相同的兩份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2得到溶液甲和乙；向甲、乙兩溶液中分別滴加0.1 molL1鹽酸，此時反應(yīng)生成CO2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸體積間的關(guān)系如圖所示。則下列敘述中正確的是 （ ）A原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5 molL1B當(dāng)0<V(HCl)<10 mL時，甲溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：OH+H+H2OC乙溶液中含有的溶質(zhì)是NaOH、NaHCO3D乙溶液中滴加鹽酸后產(chǎn)生CO2體積的最大值為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】A【解析】本題考查離子方程式的有關(guān)計算；鈉的重要化合物。A根據(jù)圖象可知，當(dāng)V(HCl)=50mL時，得到的產(chǎn)物為NaCl，由原子守恒可知：n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1mol/L0.05L=0.005mol，則原氫氧化鈉溶液的濃度為：c(NaOH)=0.5mol/L，故A正確；B在氫氧化鈉溶液中通入一定量的二氧化碳后，溶液中溶質(zhì)的組成可能是：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四種情況，由圖中HCl 的用量與產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w體積的關(guān)系可知甲溶液的溶質(zhì)應(yīng)該為：Na2CO3和NaHCO3，所以當(dāng)0V(HCl)10mL時，甲溶液中沒有產(chǎn)生二氧化碳的離子方程式為：+H+，故B錯誤；C氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，溶質(zhì)不可能為NaOH、NaHCO3，根據(jù)圖象可知，乙溶液中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，故C錯誤；D乙溶液中滴加鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳的階段為：+H+H2O+CO2，根據(jù)消耗了10mL鹽酸可知，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為：0.1mol/L0.01L=0.001mol，標(biāo)況下0.001mol二氧化碳的物質(zhì)的量為：22.4L/mol0.001mol=22.4mL，故D錯誤。故選A。7、向Ba(OH)2和KOH混合液中緩緩?fù)ㄈ隒O2氣體至過量，生成沉淀物質(zhì)的量與通入CO2氣體體積V(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論中正確的是（ ）A原混合物中nn(KOH)=12Bp點橫坐標(biāo)為120Cp點溶液中溶質(zhì)為Ba(HCO3)2Dab段反應(yīng)分二階段，離子方程式為：CO2+2OH+H2O，+H2O+CO22【答案】D【解析】本題考查了元素化合物知識，意在考查考生的分析能力和計算能力。Oa段是Ba2+與CO2生成BaCO3的反應(yīng)；ab段是OH與CO2的反應(yīng)；bp段則是BaCO3與CO2反應(yīng)生成Ba(HCO3)2的反應(yīng)。由碳元素守恒可知n(BaCO3)=，n(K+)=n()= ，原混合物中nn(KOH)=11，A項錯誤；BaCO3生成Ba(HCO3)2的反應(yīng)中，BaCO3 與CO2的物質(zhì)的量相等，p點橫坐標(biāo)應(yīng)該為90，B項錯誤；p點溶液中溶質(zhì)除Ba(HCO3)2外，還有KHCO3，C項錯誤。二、非選擇題8、綜合利用CO2對環(huán)境保護(hù)及能源開發(fā)意義重大。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，下列建議合理的是_(填字母)。a可在堿性氧化物中尋找b可在A、A族元素形成的氧化物中尋找c可在具有強氧化性的物質(zhì)中尋找(2)Li2O吸收CO2后，產(chǎn)物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、釋放CO2。原理是在500 ，CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3；平衡后加熱至700 ，反應(yīng)逆向進(jìn)行，放出CO2，Li4SiO4再生，說明該原理的化學(xué)方程式是_。(3)利用反應(yīng)A可將釋放的CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價值的產(chǎn)品。反應(yīng)A：CO2H2OCOH2O2已知： 反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是_。(4)高溫電解技術(shù)能高效實現(xiàn)(3)中反應(yīng)A，工作原理示意圖如右：電極b發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。CO2在電極a放電的反應(yīng)式是_。(5)CO與H2在高溫下合成C5H12(汽油的一種成分)減少碳排放。已知燃燒1 mol C5H12 (g)生成H2O (g)放出約3 540 kJ的熱量。根據(jù)化學(xué)平衡原理，說明提高合成C5H12的產(chǎn)率可采取的措施是_。答案：(1) ab(2)CO2Li4SiO4 Li2CO3Li2SiO3(3)CO2(g)H2O(g)=CO(g)H2(g)O2(g) H524.8 kJmol1(4)氧化CO22e=COO2(5)增大壓強(或及時將生成的C5H12分離出去或降低溫度)解析(1)a.CO2為酸性氣體，故可用堿性氧化物L(fēng)i2O、Na2O、MgO等來吸收，a正確；A、A族元素形成的氧化物多為堿性金屬氧化物，可在其中尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，b正確；CO2中C元素呈最高價，加入具有強氧化性的物質(zhì)不反應(yīng)，c錯誤。(2)CO2與Li4SiO4反應(yīng)生成有Li2CO3，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li2SiO3，所以化學(xué)方程式為CO2Li4SiO4=Li2CO3Li2SiO3。(3)圖示反應(yīng)、表示的熱化學(xué)方程式為H2(g)O2(g)=H2O(g)H1241.8 kJmol1，CO2(g)=CO(g)O2(g) H2283.0 kJmol1，反應(yīng)A：CO2H2OCOH2O2，為所得，由蓋斯定律可知，反應(yīng)熱HH2H1524.8 kJmol1，故熱化學(xué)方程式為CO2(g)H2O(g)=CO(g)H2(g)O2(g)H524.8 kJmol1。(4)電極b與電源正極相連作陽極，吸引氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣；電極a與電源負(fù)極相連作陰極，由裝置圖可知，CO2在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成CO同時生成O2，電極反應(yīng)式為CO22e=COO2。(5)CO與H2在高溫下合成C5H12的方程式為5CO11H2 C5H125H2O 由CO2(g)H2O(g)=CO(g)H2(g)O2(g)H524.8 kJmol1 C5H12(l)8O2(g)=5CO2(g)6H2O(g)H3 540 kJmol1 H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1 運用蓋斯定律得：65，則5CO(g)11H2(g) C5H12(g)5H2O(g) H534.8 kJmol1，可知，提高合成C5H12的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，故可采取增大壓強或及時將生成的C5H12分離出去或降低溫度等方式。9、某同學(xué)用如下圖一所示的裝置來探究CO2、SO2與澄清石灰水的反應(yīng)，結(jié)果通入CO2可以看到先渾濁后澄清的現(xiàn)象，但通入SO2沒有看到渾濁現(xiàn)象。經(jīng)過思考分析后，該同學(xué)改用下圖二的裝置，將氣體收集在注射器，緩慢地將氣體一個氣泡一個氣泡地通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先變渾濁再變澄清的現(xiàn)象，且通入SO2產(chǎn)生現(xiàn)象明顯比通入CO2快。(1)對比分析兩組實驗，你認(rèn)為用圖一裝置實驗時，通入SO2不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是_。(2)用圖二裝置實驗時，以相同速率通入CO2或SO2，SO2產(chǎn)生渾濁、澄清的現(xiàn)象比CO2快的原因是_。(3)用圖一進(jìn)行SO2與石灰水反應(yīng)的實驗時，從安全角度考慮裝置應(yīng)做何改進(jìn)？_。答案：(1)SO2產(chǎn)生速率過快，導(dǎo)致溶液酸性迅速提升(2)SO2溶解度大于CO2，SO2溶于水生成的H2SO3的酸性比H2CO3強，反應(yīng)更易發(fā)生(3)在原裝置后面連接用堿液吸收尾氣的裝置解析 (1)SO2溶解度大于CO2，H2SO3的酸性強于H2CO3，如果SO2產(chǎn)生速率過快，會導(dǎo)致溶液酸性迅速提升而看不到沉淀現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生現(xiàn)象快的原因應(yīng)是反應(yīng)速率和溶解度的問題。(3)因為SO2有毒，要有尾氣吸收裝置。9、100 mL 1 molL1燒堿溶液中通入一定量CO2充分反應(yīng)后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是：._.Na2CO3，.Na2CO3、NaHCO3，._。常溫下，將得到的固體X重新溶于水，在所得溶液中逐滴加入鹽酸，得到下面的變化圖，則X的成分為_(填、或)，鹽酸的濃度為_。若要驗證白色固體X是第種組成，依次加入的試劑為_(填字母序號)。a.鹽酸b.MgCl2溶液c.BaCl2溶液d.Ba(OH)2溶液在驗證的過程中，一定需要進(jìn)行的操作是_(填字母序號)。a.萃取b.洗滌c.過濾d.分餾若白色固體X為第種組成，下列實驗方案中不能測定其中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是_(填字母序號)。a.取mgX與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾，洗滌，烘干得ng固體b.取mgX與足量鹽酸充分反應(yīng)，加熱，蒸干，灼燒得ng固體c.取mgX充分加熱，減重ngd.取mgX與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出的氣體被足量堿石灰吸收，增重ng若白色固體X的質(zhì)量為5.0g，則X的組成為_(填、或)?！敬鸢浮縉a2CO3、NaOH NaHCO3 I 0.33mol/L cb(順序不能反) c d I【解析】本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證方法和實驗設(shè)計，實驗過程分析，物質(zhì)組成判斷，物質(zhì)的分離和檢驗方法，掌握二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的產(chǎn)物分析方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等。由：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O CO2+NaOHNaHCO3可知= 時產(chǎn)物為Na2CO3，=1時產(chǎn)物為NaHCO3，時，NaOH 過量則產(chǎn)物為Na2CO3、NaOH；1時，對于反應(yīng)來說二氧化碳過量而對于反應(yīng)來說二氧化碳量不足，所以產(chǎn)物為Na2CO3、NaHCO3； 1時，二氧化碳過量，則固體產(chǎn)物為NaHCO3，向100mL 1molL1燒堿溶液中不斷通入一定量CO2充分反應(yīng)后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是：Na2CO3、NaOH；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3；固體X溶解于水在所得溶液中加入鹽酸，開始一段用來中和鹽酸，第二段用來和碳酸鈉反應(yīng)得到碳酸氫鈉，最后一段是將得到的碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為二氧化碳，即：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2，所以固體的組成是Na2CO3、NaOH；驗證白色固體X是第I種組成NaOH、Na2CO3，需要驗證碳酸根離子和氫氧根離子，分析選項試劑可知利用氯化鋇溶液檢驗碳酸根離子，依據(jù)氫氧化鈉或酚酞試液檢驗氫氧根離子的存在；驗證過程中需要把沉淀過濾后再檢驗氫氧根離子；所以先加BaCl2溶液，后加MgCl2溶液；在驗證的過程中，一定需要進(jìn)行的操作是過濾；a、氫氧化鋇與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，依據(jù)碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物質(zhì)量為m，生成碳酸鋇沉淀質(zhì)量為ng，依據(jù)碳元素守恒列式可以計算，故a不符合； b、取mg X與足量鹽酸充分反應(yīng)，加熱，蒸干，灼燒得n g固體為氯化鈉，依據(jù)鈉元素守恒列式計算；設(shè)碳酸鈉Xmol，碳酸氫鈉Ymol，（X+Y）（23+35.5）=n ，106X+84Y=m 求解，故b不符合；c、取m g X充分加熱，減重n g，發(fā)生的反應(yīng)是碳酸氫鈉受熱分解，依據(jù)質(zhì)量減少為水和二氧化碳質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式計算得到碳酸氫鈉質(zhì)量；設(shè)碳酸鈉Xmol，碳酸氫鈉Ymol，0.5Y（18+44）=n，106X+84Y=m，列式計算得到，故c不符合，d、取m g X與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出的氣體被足量堿石灰吸收，增重n g，稀硫酸與二者皆反應(yīng)，且水有揮發(fā)，吸收的增重為二氧化碳和水蒸氣質(zhì)量，所以求算不出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故d符合；100mL 1mol/L燒堿溶液中含有氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.1mol，依據(jù)鈉元素守恒若全部生成Na2CO3，固體質(zhì)量=0.1mol106g/mol=5.3g，若生成碳酸氫鈉固體質(zhì)量=0.1mol84g/mol=8.4g，若白色固體X的質(zhì)量為5.0g，小于5.3g，說明固體為Na2CO3、NaOH的混合物。