Question

1．實驗室有一瓶保存不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖1所示），其殘缺的標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．已知它是無色液體，是初中化學(xué)常用的試劑．小華等幾位同學(xué)很感興趣，決定對其成分進(jìn)行探究．
【提出問題】這瓶試劑溶質(zhì)是什么？
【交流研討】根據(jù)受損標(biāo)簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A（填字母序號）．
A． 酸      B．堿      C．鹽
【查閱資料】①初中化學(xué)常見含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．②Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈堿性．NaCl溶液呈中性．③室溫（20℃）時，4種物質(zhì)的溶解度的數(shù)據(jù)如下．

物質(zhì)	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9.6

【得出結(jié)論】小華根據(jù)試劑瓶上標(biāo)注和上表溶解度數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．
【猜想與實驗】①可能是Na₂CO₃溶液；   ②可能是NaOH溶液；  ③可能是NaCl溶液．
（1）小亮用pH試紙測得該溶液的pH=11，他判斷該溶液不可能是NaCl
（2）小強(qiáng)為了確定該溶液的成分，進(jìn)行了如下實驗．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
步驟一：取樣品于試管中，滴加足量稀鹽酸	產(chǎn)生大量的氣泡	猜想①正確． 步驟一發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
步驟二：把產(chǎn)生的氣體，通入 足量的澄清的石灰水中	石灰水變渾濁

【質(zhì)疑】小華則不同意小強(qiáng)的觀點，認(rèn)為溶液中有Na₂CO₃還可能有NaOH．請你幫助他完成以下探究方案：

探究步驟	預(yù)計現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一：取樣品于試管中，向其中滴加足量的BaCl2溶液溶液，充分反應(yīng)后過濾	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步驟二：向上述濾液中滴加酚酞試液	酚酞試液變紅色

【反思】為了防止標(biāo)簽發(fā)生破損，我們在傾倒溶液時應(yīng)注意：傾倒藥品時，標(biāo)簽應(yīng)向手心．（寫1點）
【含量計算】小明想測定樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取上述10g樣品溶液，逐滴加入7.3%稀鹽酸至過量，測得生成氣體質(zhì)量與所加稀鹽酸質(zhì)量關(guān)系如圖2所示：請回答下列問題：
①當(dāng)稀鹽酸加到20g時，樣品溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉
②求樣品溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 【交流研討】根據(jù)酸、堿、鹽的組成特點及標(biāo)簽可見部分，猜測該溶液不可能屬于哪類物質(zhì)的溶液；
【得出結(jié)論】根據(jù)溶液中溶質(zhì)溶解度與飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，由常溫下各物質(zhì)的溶解度及該溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，判斷溶液的可能性；
【猜想與實驗】根據(jù)提示物質(zhì)的可能性，對該溶液進(jìn)行猜想；
【設(shè)計并實驗】
（1）根據(jù)三種物質(zhì)溶液的酸堿性及測定溶液的酸堿度的方法，對溶液的可能做出判斷；
（2）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質(zhì)差異及所設(shè)計實驗中的現(xiàn)象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現(xiàn)象及結(jié)論；
【質(zhì)疑】由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此想證明氫氧化鈉的存在，首先得先把碳酸鈉除去，因此先用氯化鈣溶液或其它的可溶性鈣鹽、可溶性鋇鹽溶液除去碳酸鈉，再用酚酞試液證明氫氧化鈉的存在；
【反思】根據(jù)傾倒液體的正確操作進(jìn)行分析．
若碳酸鈉先與稀鹽酸反應(yīng)，則生成的二氧化碳又會與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，所以氫氧化鈉先與稀鹽酸反應(yīng)；
【含量計算】若碳酸鈉先與稀鹽酸反應(yīng)，則生成的二氧化碳又會與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，所以氫氧化鈉先與稀鹽酸反應(yīng)；
根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量，再用碳酸鈉的質(zhì)量除以廢水的質(zhì)量乘以百分之百，然后根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出與碳酸鈉反應(yīng)的氯化氫的質(zhì)量，用氯化氫的質(zhì)量除以與碳酸鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量乘以本分之百．

解答 解：
【交流研討】破損標(biāo)簽可見部分為鈉元素，可判斷該物質(zhì)由金屬元素與酸根組成，而酸類物質(zhì)由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質(zhì)不可能為酸；
【得出結(jié)論】根據(jù)常溫下碳酸氫鈉的溶液為9.6g，可判斷常溫下碳酸氫鈉的飽和溶液的溶質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%＜10%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；
【猜想與實驗】除碳酸氫鈉外，該溶液可能為氯化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉溶液；
【設(shè)計并實驗】
（1）由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，溶液pH都大于7，但在用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液，滴到濕潤的pH試紙上，測得pH=11，他判斷該溶液不可能是NaCl；
（2）根據(jù)碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳而氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，因此，可推斷鑒別兩物質(zhì)時所加入的試劑為稀鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O，觀察有氣泡可說明該物質(zhì)為碳酸鈉，把產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水，石灰水會變渾濁；
【質(zhì)疑】由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此想證明氫氧化鈉的存在，首先得先把碳酸鈉除去，碳酸根離子與鈣離子或鋇離子能結(jié)合成沉淀，因此可先用氯化鈣溶液或其它可溶性的鈣鹽或鋇鹽溶液（氯化鋇、硝酸鈣、硝酸鋇）除去碳酸鈉，再滴入酚酞試液，酚酞試液變紅，證明氫氧化鈉的存在；
【反思】為了防止標(biāo)簽發(fā)生破損，我們在傾倒溶液時應(yīng)注意：傾倒藥品時，標(biāo)簽應(yīng)向手心．
【含量計算】若碳酸鈉先與稀鹽酸反應(yīng)，則生成的二氧化碳又會與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，所以氫氧化鈉先與稀鹽酸反應(yīng)，方程式是：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；當(dāng)稀鹽酸加到20g時，樣品溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉；
由圖示可知生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g；
設(shè)生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                     2.2g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g        
樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量：10g-5.3g=4.7g；
樣品溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{4.7g}{10g}×$100%=47%
答案：
【交流研討】A；
【得出結(jié)論】NaHCO₃；
【猜想與實驗】①Na₂CO₃；
（1）NaCl；
（2）

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
步驟一：取樣品于試管中，滴加足量 稀鹽酸	產(chǎn)生大量的氣泡	猜想①正確． 步驟一發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
步驟二：把產(chǎn)生的氣體，通入 足量的澄清的石灰水中	石灰水變渾濁

【質(zhì)疑】

探究步驟	預(yù)計現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一：取樣品于試管中，向其中滴加足量的 BaCl2溶液溶液，充分反應(yīng)后過濾	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步驟二：向上述濾液中滴加酚酞試液	酚酞試液變 紅色

【反思】傾倒藥品時，標(biāo)簽應(yīng)向手心．
【含量計算】①氯化鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉；②47%．

點評 本題綜合利用了物質(zhì)的組成、物質(zhì)的溶解性、溶液的酸堿性及物質(zhì)的變化規(guī)律對未知物質(zhì)進(jìn)行鑒別，注意要證明氫氧化鈉的存在，須先加入中性鹽溶液將碳酸鈉轉(zhuǎn)化成沉淀除去，能夠體現(xiàn)學(xué)生運用化學(xué)知識分析問題、解決問題的能力．