【母题 1★★★】向300mL KOH溶液中缓慢通入2.24L CO2气体(标准状况),充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到11.9g白色固体。请通过计算确定此白色固体的组成及其质量各为多少克?所用KOH溶液的物质的量浓度是多少?
【分析】先由极端假设法确定白色固体的组成:设定2.24L CO2与KOH溶液反应所得产物只有一种,即K2CO3或KHCO3。若只生成K2CO3,由C原子守恒可求得m(K2CO3) = ×138g/mol=13.8g;若只生成KHCO3,由C原子守恒可求得m(KHCO3)= ×100g/mol=10.0g。而题设质量为11.9g,故该白色固体由K2CO3和KHCO3组成。由C原子守恒可得:n(CO2)=n(K2CO3)+n(KHCO3) = =0.100mol。设K2CO3的物质的量为amol,则KHCO3的物质的量为0.100mol-amol。则由138g/m ol×am ol+
100g/mol ×(0.100mol-amol)=11.9g,解之得:a=0.050mol。所以m(K2CO3)=0.050mol×138g/mol
=6.90g ,m(KHCO3)=0.050mol×100g/mol=5.00g。由K+离子守恒可得:n(KOH) =2×n(K2CO3)+1×n(KHCO3)
=2×0.050mol+1×0.050mol=0.150mol。所以c(KOH )=n(KOH)/V=0.150mol/0.300L=0.50mol/L。
【解答】m(K2CO3)为 6.90g, m(KHCO3)为5. 00g。 c(KOH)为0 .50mol/L。
【点拨】关注极端假设法与元素守恒的综合应用。
【解题锦囊】极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极 值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量 分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。