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【热点题型】07 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的定量关系
碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的定量关系及反应历程是近年高考的重点，通过滴加顺序不同，反应现象不同，结合图象进行问题分析，考查了学生对知识的灵活运用及归纳、分析、推理能力，进而考查了学生的思维品质和学科素养。
一、反应原理
1、碳酸钠与盐酸反应
（1）把盐酸逐滴滴加到碳酸钠溶液中
（2）化学反应方程式
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl‥‥‥①，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ ‥‥‥②
第一阶段反应①：Na2CO3与盐酸反应刚好完全转化为NaHCO3所消耗的盐酸的体积为V1，
第二阶段反应②：NaHCO3与盐酸刚好完全反应生成氯化钠、水和CO2所消耗的盐酸的体积为V2，则V1=V2，二者消耗的盐酸的体积相等；
（3）试验现象：开始没有气泡出现，随着盐酸的滴加，溶液中开始有气体放出，随着盐酸的滴加，气体越来越多，直至完全反应，没有气体放出为止。
（4）解释：碳酸钠先和盐酸反映生成氯化钠和碳酸氢钠，等全部转化为碳酸氢钠后，生成的碳酸氢钠又和多的盐酸反应，生成氯化钠和水和二氧化碳。 加热会加快气体的放出。
（5）把碳酸钠溶液逐滴滴加到盐酸中，马上就有气体放出，直至完全反应为止。
（6）反应方程式
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
规律总结：通过滴加顺序不同，反应现象不同，可以来鉴别碳酸钠溶液和盐酸。
2．碳酸氢钠与盐酸反应
（1）化学反应方程式
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
（2）试验现象：NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈的多，直接生成大量气体（CO2）。
二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸 ( http: / / www. / s q=%E7%9B%90%E9%85%B8&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )反应的基本图像的归纳总结：
1．向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积 ( http: / / www. / s q=%E4%BD%93%E7%A7%AF&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )与产生CO2的体积的关系如图1所示；
反应在a点所消耗的盐酸的体积V1，从a点到b点所消耗的盐酸的体积V2，则V1=V2，二者消耗的盐酸的体积相等；
2．向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
3．当Na2CO3溶液中含有NaOH时，向溶液中滴加盐酸时，盐酸先与NaOH溶液反应生成氯化钠和水，氢氧根离子反应完全后，盐酸再与碳酸钠反应；所以在第一阶段a点所消耗的盐酸的体积V1（包含与NaOH反应所消耗盐酸的体积），大于第二阶段a点到b点所消耗盐酸的体积V2，即V1>V2；
向NaOH、Na2CO3的混合物 ( http: / / www. / s q=%E6%B7%B7%E5%90%88%E7%89%A9&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量 ( http: / / www. / s q=%E7%89%A9%E8%B4%A8%E7%9A%84%E9%87%8F&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )之比x∶y＝1∶1，则V1=2V2，其他比例时的图像略)；
4．当Na2CO3中含有NaHCO3时，向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，第一阶段是Na2CO3与盐酸反应生成NaHCO3，即到a点所消耗的盐酸的体积为V1，第二阶段是NaHCO3（包含原来的NaHCO3）与盐酸反应生成氯化钠、水和CO2，即a点到b点所消耗HCl的体积为V2，则V1三、依据图象特点判断溶液溶质成分的方法
1．若a=0(即图象从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3；
2．若V(0a)=V(ab)(即0a段与ab段消耗盐酸的体积相等)，溶液中的溶质为Na2CO3；
3．若V(0a)>V(ab)(即0a段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH；
4．若V(0a)四、典例精析
1.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同，若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且（2）（3）（4）图中分别有0AAB，则下列分析与判断一定正确的是(不计CO2的溶解)
A．（1）图显示M中只有一种溶质且为Na2CO3
Ｂ．（3）图显示M中有两种溶质且为Na2CO3、NaOH
Ｃ．（2）图显示M中有两种溶质且为Na2CO3、NaHCO3
Ｄ．（4）图显示M中c(Na2CO3)=c(NaHCO3)
2．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题：
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________；
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________。
五、专题训练
1．将一定量CO2通入氢氧化钠溶液得甲溶液，为探究甲溶液中溶质情况，向其中滴加稀盐酸至过量，生成气体的体积与滴加盐酸体积的关系如图所示。则甲溶液中溶质为
A．Na2CO3 B．NaHCO3 C．NaOH和Na2CO3 D．Na2CO3和NaHCO3
2．将一定物质的量的N a2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与其反应，得到的图象如下，下列说法正确的是
A．标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为2：1
C．盐酸的浓度是
D．加入的盐酸为150mL时，放出CO2气体(标准状况下)
3．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol L-1盐酸，标准状况下，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系如图所示，下列有关说法不正确的是
A．溶液M中的溶质是NaOH和Na2CO3
B．A点对应的盐酸的体积为0.3L
C．AB段反应的离子方程式只有H++HCO=H2O+CO2↑
D．原溶液中NaOH的物质的量为0.01mol
4．向200mL的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol/L稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A．0~a段只发生中和反应
B．原混合液中NaOH 的物质的量浓度为 0.1mol/L
C．a=0.2
D．原混合溶液中 NaOH与 Na2CO3的物质的量之比为1∶2
5．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合物溶于水，配成1L溶液，取50mL溶液，滴加一定物质的量浓度的盐酸与它反应，得到的图像如下，下列说法正确的是
A．③代表产生的CO2的物质的量
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：2
C．盐酸的浓度是0.5mol·L-1
D．盐酸加到150mL时，放出CO2气体2.24L
6．已知向某碳酸盐溶液中滴加稀盐酸至过量，生成气体的质量(m)与加入盐酸的体积(V)的关系如图一所示。现将1.12gKOH和1.38gK2CO3混合并配成溶液，向其中滴加稀盐酸，图二是甲、乙、丙三位同学分别绘制的产生气体的质量(m)与稀盐酸的体积(V)的关系的示意图。下面判断正确是
A．甲图正确 B．乙图正确 C．丙图正确 D．无法判断
7．向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如右图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．a点对应的溶液中：Na+、、、
B．b点对应的溶液中：Ba2+、K+、、Cl-
C．c点对应的溶液中：Na+、Ag+、Mg2+、
D．d点对应的溶液中：Cl-、、Fe2+、Na+
8．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份100mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．B 曲线中消耗盐酸0B．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L
C．B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL
D．加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠
9．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题：
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________；
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________。
【答案】Na2CO3 NaOH、Na2CO3
10．数形结合思想是化学学科的重要思维模式，请结合所学知识和以下图像作答：
Ⅰ.向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，产生沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像如图：
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)OH－、CO、HCO、AlO、Al(OH)3这五种微粒与H＋反应的先后顺序依次为_______。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：_______。
②AB：_______
③CD：________
II.分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各200 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.3 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况)：
(3)在A情况下，溶质是_________(填化学式)，其物质的量之比为________。
(4)在B情况下，溶质是_________(填化学式)
(5)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
11．向浓度相等、体积均为100 mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
（1）A曲线表明，原溶液通入CO2 ________mL(标准状况)。
（2）B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的物质的量之比为__________。
（3）原NaOH溶液的物质的量浓度为__________。
12．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，每份50mL。向其中分别通入一定量的CO2气体，随后各取溶液10mL，并分别加水稀释到100mL。分别向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况)与所加入的盐酸的体积之间的关系如下图(a)(b)所示。回答下列问题：
(1)在(a)情况下，溶质为(写化学式)___________，其物质的量之比是__________，标准状况下CO2气体的体积为________。
(2)在(b)情况下，溶质为(写化学式)____________，标准状况下CO2气体的体积为________，原NaOH溶液的物质的量浓度为_________ 。
六、探究题
13．兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
（提出问题）它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？
（实验探究1）向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
液体名称 蒸馏水 碳酸氢钠溶液 碳酸钠溶液 氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝紫色 蓝色 绿色 黄色

查阅资料：
pH 7.5～9 10～11.9 12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝色 绿色 黄色

（得出结论1）三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_____。
（实验探究2）甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由_____色变为_____色。向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为_____。
乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是：_____。
（得出结论2）从微观角度分析，该反应的实质是_____。
（实验探究3）向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。
（交流与反思）b点的溶质为_____（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质_____（写化学式）
（得出结论3）通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：_____、_____。
（结论与反思）探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。

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【热点题型】07 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的定量关系
碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的定量关系及反应历程是近年高考的重点，通过滴加顺序不同，反应现象不同，结合图象进行问题分析，考查了学生对知识的灵活运用及归纳、分析、推理能力，进而考查了学生的思维品质和学科素养。
一、反应原理
1、碳酸钠与盐酸反应
（1）把盐酸逐滴滴加到碳酸钠溶液中
（2）化学反应方程式
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl‥‥‥①，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ ‥‥‥②
第一阶段反应①：Na2CO3与盐酸反应刚好完全转化为NaHCO3所消耗的盐酸的体积为V1，
第二阶段反应②：NaHCO3与盐酸刚好完全反应生成氯化钠、水和CO2所消耗的盐酸的体积为V2，则V1=V2，二者消耗的盐酸的体积相等；
（3）试验现象：开始没有气泡出现，随着盐酸的滴加，溶液中开始有气体放出，随着盐酸的滴加，气体越来越多，直至完全反应，没有气体放出为止。
（4）解释：碳酸钠先和盐酸反映生成氯化钠和碳酸氢钠，等全部转化为碳酸氢钠后，生成的碳酸氢钠又和多的盐酸反应，生成氯化钠和水和二氧化碳。 加热会加快气体的放出。
（5）把碳酸钠溶液逐滴滴加到盐酸中，马上就有气体放出，直至完全反应为止。
（6）反应方程式
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
规律总结：通过滴加顺序不同，反应现象不同，可以来鉴别碳酸钠溶液和盐酸。
2．碳酸氢钠与盐酸反应
（1）化学反应方程式
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
（2）试验现象：NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈的多，直接生成大量气体（CO2）。
二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸 ( http: / / www. / s q=%E7%9B%90%E9%85%B8&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )反应的基本图像的归纳总结：
1．向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积 ( http: / / www. / s q=%E4%BD%93%E7%A7%AF&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )与产生CO2的体积的关系如图1所示；
反应在a点所消耗的盐酸的体积V1，从a点到b点所消耗的盐酸的体积V2，则V1=V2，二者消耗的盐酸的体积相等；
2．向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
3．当Na2CO3溶液中含有NaOH时，向溶液中滴加盐酸时，盐酸先与NaOH溶液反应生成氯化钠和水，氢氧根离子反应完全后，盐酸再与碳酸钠反应；所以在第一阶段a点所消耗的盐酸的体积V1（包含与NaOH反应所消耗盐酸的体积），大于第二阶段a点到b点所消耗盐酸的体积V2，即V1>V2；
向NaOH、Na2CO3的混合物 ( http: / / www. / s q=%E6%B7%B7%E5%90%88%E7%89%A9&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量 ( http: / / www. / s q=%E7%89%A9%E8%B4%A8%E7%9A%84%E9%87%8F&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "_blank )之比x∶y＝1∶1，则V1=2V2，其他比例时的图像略)；
4．当Na2CO3中含有NaHCO3时，向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，第一阶段是Na2CO3与盐酸反应生成NaHCO3，即到a点所消耗的盐酸的体积为V1，第二阶段是NaHCO3（包含原来的NaHCO3）与盐酸反应生成氯化钠、水和CO2，即a点到b点所消耗HCl的体积为V2，则V1三、依据图象特点判断溶液溶质成分的方法
1．若a=0(即图象从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3；
2．若V(0a)=V(ab)(即0a段与ab段消耗盐酸的体积相等)，溶液中的溶质为Na2CO3；
3．若V(0a)>V(ab)(即0a段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH；
4．若V(0a)四、典例精析
1.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同，若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且（2）（3）（4）图中分别有0AAB，则下列分析与判断一定正确的是(不计CO2的溶解)
A．（1）图显示M中只有一种溶质且为Na2CO3
Ｂ．（3）图显示M中有两种溶质且为Na2CO3、NaOH
Ｃ．（2）图显示M中有两种溶质且为Na2CO3、NaHCO3
Ｄ．（4）图显示M中c(Na2CO3)=c(NaHCO3)
【答案】C
【解析】
A．（1）图显示加入盐酸之后，开始就有气体放出，其成分为NaHCO3，A错误；
Ｂ．（3）图显示两段消耗盐酸的量相等，其成分为Na2CO3，B错误；
Ｃ．（2）图显示第一段消耗盐酸的体积小于第二段消耗盐酸的体积，其成分应为Na2CO3、NaHCO3，C正确；
Ｄ．（4）图显示第一段消耗盐酸的体积大于第二段消耗盐酸的体积，其成分应为Na2CO3、NaOH，D错误；
故选C。
2．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题：
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________；
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________。
【答案】Na2CO3 NaOH、Na2CO3
【分析】
向NaOH溶液中通入一定量的CO2，可能发生的反应有：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O或NaOH+CO2═NaHCO3，假设反应后溶液中溶质只有Na2CO3，再向溶液中滴加盐酸，先发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，没有气体产生，后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，产生气体，前后2个阶段消耗盐酸的体积相等。假设反应后溶液中溶质只有NaHCO3，再向溶液中滴加盐酸，立即发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，产生气体。
【解析】
(1)图1中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶段消耗盐酸体积相等，故通入CO2后所得溶液的溶质成分为：Na2CO3，故答案为：Na2CO3；
(2)图3中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶段消耗盐酸体积之比为2：1，故通入CO2后所得溶液的溶质成分为：NaOH、Na2CO3，故答案为：NaOH、Na2CO3。
五、专题训练
1．将一定量CO2通入氢氧化钠溶液得甲溶液，为探究甲溶液中溶质情况，向其中滴加稀盐酸至过量，生成气体的体积与滴加盐酸体积的关系如图所示。则甲溶液中溶质为
A．Na2CO3 B．NaHCO3 C．NaOH和Na2CO3 D．Na2CO3和NaHCO3
【答案】C
【解析】
根据图像，生成二氧化碳气体时，H++HCO=CO2↑+H2O，消耗相同体积的盐酸，发生H++CO= HCO，则消耗盐酸总体积的一半前，为H++OH-=H2O，故甲溶液为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，答案为C。
2．将一定物质的量的N a2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与其反应，得到的图象如下，下列说法正确的是
A．标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为2：1
C．盐酸的浓度是
D．加入的盐酸为150mL时，放出CO2气体(标准状况下)
【答案】C
【分析】
由图可知，0mL～50mL，发生反应为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，50mL～150mL，发生反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，以此解答。
【解析】
A．由图0mL～50mL，发生反应为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，没有CO2产生，故A错误；
B．从图(0，2.5)看出，原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：1，故B错误；
C．由图可知，50mL溶液中碳酸钠完全转化成碳酸氢钠和氯化钠时，消耗的盐酸的体积为50mL，由Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3可知，n(Na2CO3)= n(HCl)=0.0025mol，c(HCl)==，故C正确；
D．由图50mL～150mL，发生反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知n(CO2)=n(HCl)=100×10-3×0.05=5×10-3mol，V(CO2)=5×10-3mol×22.4mol/L=0.112L=112mL，故D错误；
故选C。
3．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol L-1盐酸，标准状况下，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系如图所示，下列有关说法不正确的是
A．溶液M中的溶质是NaOH和Na2CO3
B．A点对应的盐酸的体积为0.3L
C．AB段反应的离子方程式只有H++HCO=H2O+CO2↑
D．原溶液中NaOH的物质的量为0.01mol
【答案】D
【解析】
A、由于消耗的盐酸的体积：OA段大于AB段，所以溶液M中的溶质是NaOH和，A项正确;
B、由于，所以AB段消耗盐酸的物质的量为0.01mol，A点对应的盐酸的体积为0.3L，故B正确;
C、OA段发生的反应为：、，AB段发生的反应为：，故Ｃ正确;
D、当消耗0.4L盐酸时，B点溶质的成分为NaCl，据钠元素守恒，知原溶液中NaOH的物质的量为0.04mol，D项错误；
答案选Ｄ。
4．向200mL的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol/L稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A．0~a段只发生中和反应
B．原混合液中NaOH 的物质的量浓度为 0.1mol/L
C．a=0.2
D．原混合溶液中 NaOH与 Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【答案】B
【分析】
向混合液中滴加HCl，首先发生反应：NaOH+HCl=NaCl，接着发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，最后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。前两步反应没有CO2生成，对应图像横坐标0~a段；第三步反应生成CO2气体，对应图像横坐标a~0.4段。
【解析】
A．由分析知，0~a段发生反应：NaOH+HCl=NaCl和Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，A错误；
B．当NaOH与Na2CO3恰好与HCl完全反应后，溶液中溶质为NaCl，根据Na、Cl元素守恒得：n(NaOH)+2n(Na2CO3)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 mol/L ×0.4 L=0.04 mol，由图像知，生成CO2为0.01 mol，由C元素守恒知n(Na2CO3)=n(CO2)=0.01 mol，故n(NaOH)=0.02 mol，则原溶液中c(NaOH)=，B正确；
C．由B选项知n(NaOH)=0.02 mol ，n(Na2CO3)=n(CO2)=0.01 mol，故0~a段消耗HCl：n(HCl)=n(NaOH)+ n(Na2CO3)=0.03 mol，故a=，C错误；
D．由B选项知n(NaOH)=0.02 mol ，n(Na2CO3)=n(CO2)=0.01 mol，故两者物质的量之比为2：1，D错误；
故答案选B。
5．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合物溶于水，配成1L溶液，取50mL溶液，滴加一定物质的量浓度的盐酸与它反应，得到的图像如下，下列说法正确的是
A．③代表产生的CO2的物质的量
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：2
C．盐酸的浓度是0.5mol·L-1
D．盐酸加到150mL时，放出CO2气体2.24L
【答案】C
【解析】
A．0 50mL段发生反应为Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，没有二氧化碳生成，标注③的直线不能代表产生的CO2的物质的量，故A错误；
B．根据图示中(0，0.025)可知，原混合物中原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比的物质的量之比为1:1，故B错误；
C．50mL溶液中Na2CO3完全转化成NaHCO3，消耗50mL盐酸，根据Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3可知，n(HCl)=n(Na2CO3)=0.025mol，该盐酸的浓度为：c(HCl)==0.5mol/L，故C正确；
D．由图可知50mL 150mL发生反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知n(CO2)=(HCl)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，V(CO2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D错误；
故答案选：C。
6．已知向某碳酸盐溶液中滴加稀盐酸至过量，生成气体的质量(m)与加入盐酸的体积(V)的关系如图一所示。现将1.12gKOH和1.38gK2CO3混合并配成溶液，向其中滴加稀盐酸，图二是甲、乙、丙三位同学分别绘制的产生气体的质量(m)与稀盐酸的体积(V)的关系的示意图。下面判断正确是
A．甲图正确 B．乙图正确 C．丙图正确 D．无法判断
【答案】C
【解析】
KOH和K2CO3混合配成的溶液，当滴加盐酸时，先发生氢氧化钾与盐酸的中和反应，再发生碳酸钾与盐酸的反应生成碳酸氢钾和氯化钾，最后发生碳酸氢钾与盐酸反应才有二氧化碳气体生成，由化学方程式， ， 可知，氢氧化钾与盐酸的中和反应，碳酸钾与盐酸的反应生成碳酸氢钾，所用盐酸质量与碳酸氢钾与盐酸反应所用盐酸质量的比为（0.73g+0.365g）：0.365g=3：1．所以图象如图丙所示；C正确；答案为C。
7．向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如右图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．a点对应的溶液中：Na+、、、
B．b点对应的溶液中：Ba2+、K+、、Cl-
C．c点对应的溶液中：Na+、Ag+、Mg2+、
D．d点对应的溶液中：Cl-、、Fe2+、Na+
【答案】B
【分析】
由图可知，a点对应的溶液含Na2CO3、NaHCO3和NaCl，b点溶液含NaHCO3和NaCl，c点溶质为NaCl，显中性，而d点溶液显酸性，含NaCl和HCl，结合离子之间不能结合生成沉淀、气体、水等，不能发生氧化还原反应、双水解反应等，则离子大量共存。
【解析】
A．a点存在HCO，与HCO发生反应生成氢氧化铝沉淀和，溶液中一定不能大量共存，故A不符合题意；
B．b点存在HCO、Na+和Cl-，与Ba2+、K+、、Cl-不发生任何反应，故溶液中一定能大量共存，故B符合题意；
C．c点正好生成NaCl溶液，Ag+与Cl-会生成氯化银沉淀，溶液中一定不能大量共存，故C不符合题意；
D．d点为NaCl与HCl的混合溶液，、Fe2+在酸性条件下发生氧化还原反应，溶液中不能大量共存，故D不符合题意；
答案选B。
8．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份100mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．B 曲线中消耗盐酸0B．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L
C．B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL
D．加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠
【答案】C
【解析】
A.当生成CO2气体时，发生反应+H+=H2O+CO2↑，对于B曲线来说，滴加盐酸25mL时没有气体生成，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，曲线中不产生气体消耗盐酸的体积小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠，所以B曲线中消耗盐酸0＜V(HCl)＜25mL时发生的离子反应为：H++ =，故A错误；
B.先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，根据Na、Cl守恒，盐酸和氢氧化钠反应的物质的量之比为1：1，设氢氧化钠的物质的量浓度为cmol/L，0.1L×cmol/L=0.1mol/L×0.075L，解得c=0.075，故B错误；
C.通过B项分析知，B溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠，有气体生成的离子反应方程式为：+H+=H2O+CO2↑，则生成的二氧化碳的物质的量为0.1mol/L×（0.075L-0.025L）=0.005mol，则二氧化碳的体积=0.005mol ×22.4L/mol =0.112L=112mL，故C正确；
D.当生成CO2气体时，发生反应+H+=H2O+CO2↑，对于A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，曲线中不产生气体消耗盐酸的体积大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，故D错误；
故答案选C。
9．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题：
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________；
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为___________。
【答案】Na2CO3 NaOH、Na2CO3
【分析】
向NaOH溶液中通入一定量的CO2，可能发生的反应有：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O或NaOH+CO2═NaHCO3，假设反应后溶液中溶质只有Na2CO3，再向溶液中滴加盐酸，先发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，没有气体产生，后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，产生气体，前后2个阶段消耗盐酸的体积相等。假设反应后溶液中溶质只有NaHCO3，再向溶液中滴加盐酸，立即发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，产生气体。
【解析】
(1)图1中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶段消耗盐酸体积相等，故通入CO2后所得溶液的溶质成分为：Na2CO3，故答案为：Na2CO3；
(2)图3中加入盐酸，开始没有气体生成，加入一定条件的盐酸后生成气体，且前后2阶段消耗盐酸体积之比为2：1，故通入CO2后所得溶液的溶质成分为：NaOH、Na2CO3，故答案为：NaOH、Na2CO3。
10．数形结合思想是化学学科的重要思维模式，请结合所学知识和以下图像作答：
Ⅰ.向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，产生沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像如图：
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)OH－、CO、HCO、AlO、Al(OH)3这五种微粒与H＋反应的先后顺序依次为_______。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：_______。
②AB：_______
③CD：________
II.分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各200 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.3 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况)：
(3)在A情况下，溶质是_________(填化学式)，其物质的量之比为________。
(4)在B情况下，溶质是_________(填化学式)
(5)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
【答案】OH－、AlO、CO、HCO、Al(OH)3 OH－＋H＋=H2O AlO＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋=Al3+＋3H2O NaOH、Na2CO3 1∶1 Na2CO3、NaHCO3 2.25 mol·L 1
【分析】
向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，先NaOH和盐酸反应，再是NaAlO2和盐酸反应，再是Na2CO3和盐酸反应生成HCO，再是HCO和盐酸反应，再是Al(OH)3和盐酸反应。根据图形分析物质与盐酸反应及溶液中的溶质，再根据守恒计算出氢氧化的浓度。
【解析】
(1)OH－、CO、HCO、AlO、Al(OH)3这五种微粒与H＋反应的先后顺序依次为先发生酸碱中和反应，再是产生沉淀的阶段，再是沉淀不变的阶段，再是沉淀溶解的阶段，因此反应的先后顺序依次为OH－、、、、Al(OH)3；故答案为：OH－、、、、Al(OH)3。
(2)①OA是酸碱中和反应，其离子方程式为OH－＋H＋=H2O；故答案为：OH－＋H＋=H2O。
②AB：生成沉淀的阶段，偏铝酸根和氢离子、水反应生成沉淀；离子方程式为：＋H＋＋H2O= Al(OH)3↓；故答案为：＋H＋＋H2O= Al(OH)3↓。
③CD是氢氧化铝沉淀溶解的阶段，离子方程式为：Al(OH)3＋3H＋=Al3+＋3H2O；故答案为：Al(OH)3＋3H＋=Al3+＋3H2O。
(3)在A情况下，100mL到150mL阶段是与H＋反应生成二氧化碳气体和水，50mL到100mL是和H＋反应变为，0到50mL是OH－与H＋反应生成H2O，因此溶质是NaOH、Na2CO3，根据OH－＋H＋=H2O，＋H＋=，都消耗等量的盐酸，因此其物质的量之比为1:1；故答案为：NaOH、Na2CO3；1∶1。
(4)在B情况下，50mL到150mL是与H＋反应生成二氧化碳气体和水，0到50mL是和H＋反应变为，且前面消耗是盐酸比后者消耗的盐酸少，说明不仅是碳酸钠，还应该有碳酸氢钠，其溶质是Na2CO3、NaHCO3；故答案为：Na2CO3、NaHCO3。
(5)根据反应后最终消耗150mL盐酸，最终溶质为NaCl，根据元素守恒得到n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)= 0.3 mol·L 1×0.15L×10=0.45mol，原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为；。
11．向浓度相等、体积均为100 mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
（1）A曲线表明，原溶液通入CO2 ________mL(标准状况)。
（2）B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的物质的量之比为__________。
（3）原NaOH溶液的物质的量浓度为__________。
【答案】134.4mL 1：1 0.09mol/L
【分析】
氢氧化钠中通入二氧化碳反应为NaOH+CO2= Na2CO3+H2O、或NaOH+CO2= NaHCO3，可能的成分可能为氢氧化钠和碳酸钠，或碳酸钠，或碳酸钠和碳酸氢钠，或碳酸氢钠。然后向溶液中加入盐酸，可能存在的反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O； Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。分析若只含有碳酸钠，则前后两个阶段消耗的盐酸的量相等，若前者消耗盐酸的量多，则溶液成分为氢氧化钠和碳酸钠，若后者消耗的盐酸的量多，则溶质的成分为碳酸钠和碳酸氢钠。所以A为碳酸钠和碳酸氢钠，B为氢氧化钠和碳酸钠。
【解析】
（1）（1）根据A曲线中30-90阶段中，计算碳酸氢钠的物质的量为0.1 mol/L×（90-30）×10-3 L =0.006mol，则二氧化碳的物质的量为0.006mol，标况下体积为0.006mol×22.4L/ mol =0.1344L=134.4mL。
（2）B曲线分析，60~90mL盐酸即0.003molHCl和碳酸氢钠反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，所以n(NaHCO3)=0.003mol，而碳酸氢钠又是由碳酸钠和盐酸生成的，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，所以n(Na2CO3)=0.003mol，碳酸钠消耗HCl0.003mol，即30mL。0~60mL盐酸即0.006molHCl和NaOH中和后和碳酸钠反应，所以和NaOH反应的HCl为0.006-0.003=0.003mol，所以n(NaOH)=0.003mol。故氢氧化钠和碳酸钠的物质的量比为0.003：0.003=1：1。
（3）曲线中盐酸的体积为90mL时气体达到最大值，此时溶液为氯化钠，根据钠和氯元素的关系分析，氢氧化钠和盐酸的物质的量相等，即0.1mol/L×0.09L=c(NaOH)×0.1L。解得c(NaOH)=0.09mol/L。
12．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，每份50mL。向其中分别通入一定量的CO2气体，随后各取溶液10mL，并分别加水稀释到100mL。分别向稀溶液后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况)与所加入的盐酸的体积之间的关系如下图(a)(b)所示。回答下列问题：
(1)在(a)情况下，溶质为(写化学式)___________，其物质的量之比是__________，标准状况下CO2气体的体积为________。
(2)在(b)情况下，溶质为(写化学式)____________，标准状况下CO2气体的体积为________，原NaOH溶液的物质的量浓度为_________ 。
【答案】NaOH、Na2CO3 1:1 0.056L NaHCO3 、Na2CO3 0.112L 7.5mol/L
【解析】
当生成CO2气体时，发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，
（1）（a）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为25mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为25mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，中和NaOH消耗HCl的体积为50mL-25mL=25mL，由方程式可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，故NaOH、Na2CO3的物质的量之比=25mL：25mL=1：1，根据碳元素守恒可知，从50mL～75mL消耗25mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，该阶段生成二氧化碳为0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积=0.0025mol/L×22.4L/mol=0.056L；（2）（b）中生成CO2气体至最大，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3，由Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl可知，将CO32-转化为HCO3-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为25mL，说明该阶段只发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，且二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO3、Na2CO3，根据碳元素守恒可知，从25mL～75mL消耗50mL盐酸时生成的二氧化碳为10mLNaOH溶液通入CO2气体的体积，该阶段生成二氧化碳为0.05L×0.1mol/L=0.005mol，故10mLNaOH溶液中通入二氧化碳的体积=0.005mol/L×22.4L/mol=0.112L；（3）加入75mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知10mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，故原氢氧化钠溶液的浓度==0.75mol/L，故答案为0.75mol/L。
六、探究题
13．兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
（提出问题）它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？
（实验探究1）向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
液体名称 蒸馏水 碳酸氢钠溶液 碳酸钠溶液 氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝紫色 蓝色 绿色 黄色

查阅资料：
pH 7.5～9 10～11.9 12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝色 绿色 黄色

（得出结论1）三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_____。
（实验探究2）甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由_____色变为_____色。向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为_____。
乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是：_____。
（得出结论2）从微观角度分析，该反应的实质是_____。
（实验探究3）向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。
（交流与反思）b点的溶质为_____（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质_____（写化学式）
（得出结论3）通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：_____、_____。
（结论与反思）探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。
【答案】
氢氧化钠溶液＞碳酸钠溶液＞碳酸氢钠溶液 无 红
NaOH+HCl=NaCl+H2O pH=7，恰好完全反应 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子NaCl、HCl NaCl、NaHCO3
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
【解析】
[得出结论1]由上面提供的信息可知，加入紫甘蓝汁液时，显黄色时溶液的碱性比显绿色时强，显绿色时碱性比显蓝色时强，因此三种溶液的碱性由强到弱的顺序为：氢氧化钠溶液＞碳酸钠溶液＞碳酸氢钠溶液。[得出结论2]从微观角度分析，酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
[交流与反思]碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，b点时稀盐酸过量，因此溶质是反应生成的NaCl和过量的HCl；将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，说明向碳酸钠溶液中加入稀盐酸时，碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此c点的溶质是反应生成的NaCl和NaHCO3。
[得出结论3]通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应的过程是：碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
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