Question

求解一道高二化学题

实验室有甲，乙两瓶丢失标签的无色溶液，其中一瓶是盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为确定甲，乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度，现操作如下：（1)量取25.00mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL，共收集到二氧化碳224mL。（2）另取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL，共收集到二氧化碳112mL。上述气体体积均以换算为标准状况，请根据上述操作及实验数据填空。甲是什么？ 甲溶液的物质的量浓度为？ 乙溶液的物质的量浓度为？（二氧化碳在溶液中的少量溶解忽略不计）。将nmL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合，产生的气体体积为VmL（标况下），则V的取值范围为？

Answer 1

碳酸钠溶液滴入盐酸中的反应：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
盐酸滴入碳酸钠溶液中的反应：1、Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3
2、NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑
从上面可以看出，如果盐酸不足量，在碳酸钠溶液滴入盐酸中的时候，盐酸能够全部参加生成二氧化碳的反应；而在盐酸滴入碳酸钠溶液中的时候，会有相当一部分盐酸先发生生成碳酸氢钠的反应而不生成二氧化碳，剩余的盐酸才能够生成二氧化碳。所以题目中操作1是碳酸钠溶液滴入盐酸中的情况【生成的二氧化碳多】，甲溶液是盐酸，乙溶液是碳酸钠溶液。因为盐酸全部用来反应生成二氧化碳，所以我们可以根据224mL计算盐酸的浓度：（224÷22400）×2÷0.025=0.8 mol/L；碳酸钠溶液的浓度计算比较麻烦：先根据操作2的第2个方程式求出生成112mL二氧化碳消耗的盐酸是112÷22400=0.005mol，再从盐酸的总量0.8×0.025=0.02mol中把它减去，得到参加反应1的盐酸是0.02-0.005=0.015mol，那么参加反应1的碳酸钠也就是0.015mol，这样一来，碳酸钠溶液的浓度是0.015÷0.015=1mol/L。
后面的问题：由于是等体积混合，我们先设为VL，【将来用nmL代替之】这样一来，碳酸钠是Vmol，HCl是0.8Vmol，按照操作1的情况，应该生成二氧化碳0.4Vmol，标况下的体积是8.96VL，即8.96nmL【这是最大值】；按照操作2的情况，发生反应1时盐酸已经不够反应【0.8<1】，所以最小值是0.

Answer 2

甲是盐酸
盐酸0.8mol/L
碳酸钠1mol/L
0到（n/2500)mol