Question

2．工业上的常说“三酸两碱”是重要的化工原料．实验室桌面上的五个试剂瓶内（如图1）分别装有属于工业上“三酸两碱”中的“三种浓酸”和“两碱固体”．

（1）小袁同学没有利用任何试剂就鉴定出了C、D、E三瓶中的三种浓酸．他的做法是：①直接观察试剂瓶颜色，棕色试剂瓶E内的是浓硝酸（填名称）；②分别打开C、D瓶的瓶塞，观察到C瓶的瓶口冒白雾，D瓶的瓶口无现象，说明C瓶内的是浓盐酸，D瓶内的是浓硫酸．
（2）小白同学在查阅A、B瓶内的“两碱”的制备方法时，根据收集的信息，绘制了如图2框图．
注：整个框图中每个化学反应涉及的物质已全部给出．
根据框图，依据化学反应前后元素种类守恒的相关知识，回答下列问题．
Ⅰ．写出B瓶内物质的化学式Na₂CO₃，并写出②反应的化学方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
Ⅱ．框图中的①反应所属的反应类型是复分解反应，操作N的名称是蒸发结晶．
Ⅲ．请选用一种物理方法鉴别A、B瓶内的物质：分别从两瓶内取少量固体溶于水，明显放热的为NaOH，否则为Na₂CO₃，在实验室中能否通过滴加酚酞试液来区别A、B的溶液？否（填“能”或“否”），为什么？碳酸钠溶液也显碱性．
（3）在实际工业生产中得到的B物质中往往会含有少量的NaCl，现在一烧杯中盛有20.4gB物质和NaCl组成的固体混合物．向其中逐渐滴加溶质质分数为10%的稀盐酸．放出气体的总质量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图3所示，请根据题意回答问题：
①当滴加稀盐酸至图中B点时，烧杯中溶液的pH＜7（填＞、=、＜）．
②当滴加稀盐酸至图中A点时，烧杯中为不饱和溶液（常温），通过计算求出其中溶质的质量分数．（计算结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）根据酸的性质可知，浓硝酸见光易分解，则应保存在棕色试剂瓶，利用浓盐酸易挥发，而浓硫酸不挥发来区分；
（2）根据框图中的反应和利用元素守恒的方法来确定物质及相关的问题；
I、碳酸氢钠受热后生成了水、二氧化碳和B，根据质量守恒定律可知，B是碳酸钠，并写出反应的方程式；
II、根据反应①中的反应物和生成物的特点进行分析，根据操作N可以将固体从液体分离来分析，
III、根据氢氧化钠溶于水有明显的温度变化进行分析，
（3）根据图象不难看出，当滴加稀盐酸至图中A点时，生成的气体的质量不再增加，说明碳酸钠已刚好完全反应，若再加稀盐酸则表明盐酸已过量，即说明参加反应的稀盐酸的量是73g，把稀盐酸中溶质的质量代入化学方程式进行计算就可求出有关的量；求反应后所得的质量可以根据加入物质的总质量-难溶于水也不参加反应的杂质的质量-生成的气体或沉淀的质量．

解答 解：（1）因浓硝酸易见光分解，浓盐酸易挥发．故答案为：浓硝酸；看到C瓶的瓶口冒白雾，D瓶的瓶口无现象（写冒白烟错误）；说明C瓶内的是浓盐酸，D瓶内的是浓硫酸；故答案为：浓硝酸；C瓶的瓶口冒白雾，D瓶的瓶口无现象；
（2）Ⅰ．根据质量守恒定律可知，碳酸氢钠在受热后分解成碳酸钠、水和二氧化碳，故答案为：Na₂CO₃；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
Ⅱ．①反应是两种化合物反应生成了两种化合物的反应，满足复分解反应的条件，蒸发是使固体从液体之后析出的一种操作方法，A瓶内物质的溶液经过操作N分离出了固体，故答案为：复分解反应；蒸发结晶；   
Ⅲ．氢氧化钠在水中溶解时会放出大量的热，无明显变化的是碳酸钠，故答案为：分别从两瓶内取少量固体溶于水，明显放热的为NaOH，否则为Na₂CO₃；因为碳酸钠溶液也显碱性，能使酚酞试液变成红色，因此不能用酚酞试液区分；
（3）①从图象中不难看出，当滴加稀盐酸到A时，二氧化碳的质量不再增加，说明碳酸钠已完全反应，若再滴加稀盐酸，则盐酸过量，溶液呈酸性，PH小于7．故填：＜
②73g10%的稀盐酸中含HCl的质量是：73g×10%=7.3g，设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量为y，生成的二氧化碳的质量为z．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106     73    117  44
x       7.3g   y   z

$\frac{106}{x}$=$\frac{73}{7.3g}$，x=10.6g

$\frac{73}{7.3g}$=$\frac{117}{y}$，y=11.7g

$\frac{73}{7.3g}$=$\frac{44}{x}$，z=4.4g
原混合物中碳酸钠的质量为10.6g．
烧杯里不饱和溶液中溶质的质量为：11.7g+（20.4g-10.6g）=21.5g
烧杯里不饱和溶液的质量为：20.4g+73g-4.4g=89g
烧杯里不饱和溶液中溶质的质量分数为：$\frac{21.5g}{89g}$×100%=24.2%
答：溶质的质量分数为24.2%．
故答案为：①＜；②24.2%．

点评 本题考查知识点多，利用的方法是常用的方法，通过本题应掌握物质的区分和转化，并根据化学方程式进行计算和有关溶液中溶质质量分数的计算，从而培养学生对概念的应用和分析问题、解决问题的能力．