Question

實驗室有甲、乙兩瓶無色溶液，其中一瓶是稀鹽酸，另一瓶是碳酸鈉溶液。為測定甲、乙兩瓶溶液的成分及物質的量濃度，進行以下實驗：
①量取25.00 mL甲溶液，向其中緩慢滴入乙溶液15.00 mL，共收集到224 mL(標準狀況)氣體。
②量取15.00 mL乙溶液，向其中緩慢滴入甲溶液25.00 mL，共收集到112 mL(標準狀況)氣體。
(1)判斷：甲是________溶液，乙是_________溶液。
(2)實驗②中所發生反應的離子方程式為_____________________________。
(3)甲溶液的物質的量濃度為        ，乙溶液的物質的量濃度為__________。
(4)將n mL甲溶液與等體積乙溶液按上述兩種實驗方式進行反應，所產生的氣體的體積為V mL(標準狀況)，則V的取值范圍是_____________________________。

Answer 1

(1)HCl   Na₂CO₃ 
(2)CO+H⁺ ="===" HCO    HCO+H⁺ ="===" CO₂↑+H₂O
(3)0.8 mol·L^－1    1 mol·L^－1
(4)0≤V≤8.96n

(1)當向鹽酸中加入Na₂CO₃溶液時，發生反應2H⁺+CO="===" CO₂↑+H₂O,鹽酸完全反應后，再加入的Na₂CO₃不再放出CO₂；向Na₂CO₃溶液中加入鹽酸時，先發生反應CO+H⁺ ="===" HCO,當所有CO均轉化為HCO時，再發生反應HCO+H⁺ ="===" CO₂↑+H₂O。由實驗①②中數據可知等量的甲與等量的乙反應，實驗①產生的CO₂氣體多，說明甲為HCl、乙為Na₂CO₃。
(3)設鹽酸的物質的量濃度為c(HCl)，Na₂CO₃溶液的物質的量濃度為c(Na₂CO₃)，由實驗①得：25.00×10 ^{–3 L}·c(HCl) ·=，c(HCl)="0.8" mol·L^－1;
由實驗②得： 15.00×10^－3 L·c(Na₂CO₃)=25.00×10^－3 L×0.8 mol·L^－1-,
c(Na₂CO₃)="1" mol·L^－1。
(4)等體積的甲、乙按實驗①的方式進行時產生氣體的體積為：
×n×10^－3 L×0.8 mol·L^－1×22.4 l·mol^－1  =8.96×10^－3 nL,若按實驗②的方式進行，由反應CO+H⁺ ="===" HCO^-₃可知鹽酸不足，不產生氣體，故0≤V≤8.96 n。