Question

实验室有一瓶保存不当的试剂（如图所示），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样．已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂．
小华等几位同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂溶质是什么？
【交流研讨】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是

 

（填字母序号）．
A． 酸       B．碱       C．盐
【查阅资料】①初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
②Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈碱性．NaCl溶液呈中性．
③室温下（20℃）时，4种物质的溶解度的数据如下．

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9.6

【分析】小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是

 

．
【猜想与实验】①可能是Na₂CO₃溶液；   ②可能是NaOH溶液；   ③可能是NaCl溶液．
（1）小亮用洁净的玻璃棒蘸取该溶液，滴到干燥的pH试纸上，测得pH=11，他判断该溶液不可能是

 

（2）小强为了确定该溶液的成分，进行了如下实验．

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样品于试管中， 滴加足量稀盐酸	有	猜想①正确，发生反应的化学方程式是

【质疑】小华则不同意小强的观点，认为溶液中有Na₂CO₃还可能有NaOH．小华又进行了以下探究：

步骤	现象	结论
步骤一：取样品于试管中，向其中滴加足量的CaCl2溶液并过滤	有   生成	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步骤二：向上述滤液中滴加酚酞试液	溶液变   色

【反思与评价】
在小华的探究中，小洋提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为该方案是否可行，并说明理由

 

【理解与应用】（1）氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：

 

．
（2）取上述瓶中溶液50克，向其中加入足量的氢氧化钡溶液，完全反应后得到1.97克白色沉淀，求上述溶液中碳酸钠的质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

考点：缺失标签的药品成分的探究,溶质的质量分数、溶解性和溶解度的关系,有关溶质质量分数的简单计算,溶液的酸碱性与pH值的关系,盐的化学性质,常见的氧化物、酸、碱和盐的判别,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：【交流研讨】根据酸、碱、盐的组成特点及标签可见部分，猜测该溶液不可能属于哪类物质的溶液；
【分析】根据溶液中溶质溶解度与饱和溶液中溶质的质量分数的关系，由常温下各物质的溶解度及该溶液中溶质质量分数，判断溶液的可能性；
【猜想与实验】①根据三种物质溶液的酸碱性及所测定溶液的酸碱度，对溶液的可能做出判断；
②利用碳酸钠、氢氧化钠性质差异及所设计实验中的现象，判断所采取的鉴别所用试剂、现象及结论；
【质疑】由于NaOH溶液、Na₂CO₃溶液都呈碱性，因此想证明NaOH的存在，首先得先把Na₂CO₃除去，因此先用CaCl₂溶液或其它的可溶性钙盐、可溶性钡盐溶液除去a₂CO₃，再用酚酞试液证明NaOH的存在；
【反思与评价】在上述实验中，如用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液是不行的，因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定原溶液是否有氢氧化钠；因此得不出氢氧化钠部分变质的结论．
【理解与应用】（1）氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，如：具挥发性的药品、具吸水性的药品等；
（2）依据沉淀的质量利用方程式的计算可求碳酸钠的质量，然后根据溶质质量分数的要求计算即可．

解答：解：【交流研讨】破损标签可见部分为钠元素，可判断该物质由金属元素与根组成，而酸类物质由氢元素与酸根所组成，可判断该物质不可能为酸．
故答案为：A
【分析】根据常温下碳酸氢钠的溶液为9.6g，可判断常温下碳酸氢钠的饱和溶液的溶质质量分数=

9.6g

100g+9.6g

×100%=8.8%，因此可判断该溶液不可能为碳酸氢钠溶液；
故答案为：NaHCO₃；
【猜想与实验】①Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈碱性，NaCl溶液呈中性，所以Na₂CO₃、NaHCO₃溶液pH都大于7，只有氯化钙溶液的pH=7，所以该瓶pH=11的溶液不可能是氯化钠溶液；
故答案为：NaCl溶液；
②根据Na₂CO₃溶液能与盐酸反应放出生成氯化钠、水和二氧化碳，其反应方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂，而NaOH溶液与盐酸反应无明显现象，观察有气泡可说明该物质为Na₂CO₃溶液，
故答案是：有气泡冒出；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂；
【质疑】由于NaOH溶液、Na₂CO₃溶液都呈碱性，因此想证明NaOH的存在，首先得先把Na₂CO₃除去，碳酸根离子与钙离子或钡离子能结合成沉淀，因此可先用CaCl₂溶液或其它可溶性的钙盐或钡盐溶液（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡）除去Na₂CO₃，再滴入酚酞试液，酚酞试液变红，证明NaOH的存在；
故答案是：白色沉淀；红色；
【反思与评价】如用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液是不行的，因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定步骤二的实验结论，也得不出氢氧化钠部分变质的结论．
故答案是：不可行，因为氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，这样无法确定步骤二的实验结论，也得不出氢氧化钠部分变质的结论．
【理解与应用】（1）氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，如：具挥发性的药品（浓盐酸、氨水等）、具吸水性的药品（浓硫酸、生石灰等）、或澄清石灰水其他合理答案均可．
故答案可以是：浓硫酸；
（2）设原溶液中含有碳酸钠的质量是x
Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH
           106    197      
             x   1.97g

106

x

=

197

1.97g

     x=1.06g
则碳酸钠的质量分数=

1.06g

50g

×100%=2.12%
答：上述溶液中碳酸钠的质量分数是2.12%．

点评：本题综合利用了物质的组成、物质的溶解性、溶液的酸碱性及物质的变化规律对未知物质进行鉴别，体现运用化学知识分析问题、解决问题的能力．