向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题:
(1)由于CO2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。
(2)若通入CO2气体为2.24L(标准状况下),得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少?
(1)①K2CO3+KOH ②K2CO3 ③K2CO3+KHCO3 ④KHCO3
(2) 由:①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
22.4L(标态) 1.00mol即138g 22.4L(标态) 1.00mol即100g
2.24L(标态) 0.100mol即13.8g 2.24L(标态) 0.100mol即10.0g
∵ 13.8g>11.9g>10.0g
∴ 得到的白色固体是 K2CO3和KHCO3的混合物。
设白色固体中 K2CO3 x mol,KHCO3 y mol,即
①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol
x mol+y mol=2.24L/22.4mol•L-1=0.100 mol (CO2)
138g•mol-1 × x mol 100 g•mol-1 × y mol=11.9g (白色固体)
解此方程组,得 x=0.0500mol (K2CO3) y=0.0500mol (KHCO3)
∴ 白色固体中 ,K2CO3 质量为 138g•mol-1 × 0.0500mol=6.90g
KHCO3质量为 100 g•mol-1 ×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物质的量为 2x mol+y mol=2×0.0500mol+0.0500mol=0.150mol
∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为0.150mol/0.300L = 0.500 mol•L-1