Question

15．实验室里有一瓶保管不当、标签残缺的试剂瓶，标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图1所示），某兴趣小组对其组成进行如下探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，该瓶试剂不可能是A．
A．酸        B．碱       C．盐
【查阅资料】
Ⅰ．CaCl₂溶液和BaCl₂溶液都呈中性．
Ⅱ．初中化学中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃，其中一种物质的类别有别于其它三种物质，该物质是氢氧化钠或NaOH．
Ⅲ．室温（20℃）时，四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaHCO3	NaCl	NaOH	Na2CO3
溶解度g/100g水	9.6	36	109	215

【资料分析】依据上述资料分析该瓶试剂也不可能是碳酸氢钠或NaHCO₃．
【实验探究】
实验1：实验测得该溶液的pH＞7，则这瓶试剂也不可能是氯化钠或NaCl．
实验2：为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，又进行了如下实验：
取少量溶液于试管中，滴加足量的盐酸，有气泡产生，得出结论，该溶液是Na₂CO₃溶液．写出上述反应的化学方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
实验3：有同学对实验2结论提出质疑，认为该溶液可能是部分变质的氢氧化钠溶液，请你设计实验来验证．写出实验步骤、现象和结论．
【计算】取试剂瓶中的溶液50g，逐滴加入一定溶质质量分数的BaCl₂溶液．实验过程中，生成沉淀质量与加入BaCl₂溶液的质量关系如图2所示，试计算溶液中碳酸钠的质量分数．

Answer 1

分析 【交流讨论】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；
【查阅资料】根据物质的分类进行解答；
【资料分析】根据所给数据可以求出在20℃时各物质的饱和溶液的质量分数，可以做出判断；
【实验探究】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；
实验2：根据盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳以及氢氧化钠溶液变质容易生成碳酸钠进行解答；
【计算】由图象可知：曲线的转折点即碳酸钠溶液和氯化钡溶液恰好完全反应，此时生成沉淀的质量是19.7g，然后根据反应方程式，用恰好反应时生成碳酸钡的质量计算出碳酸钠的质量及质量分数．

解答 解：【交流讨论】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；故填：A；
【查阅资料】Ⅱ、氢氧化钠属于碱，而氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠属于盐；故填：氢氧化钠或NaOH；
【资料分析】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=$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%＜10%，因此可判断该溶液不可能为碳酸氢钠溶液；故填：碳酸氢钠 或NaHCO₃；
实验1：由于氢氧化钠、碳酸钠溶液都为碱性，pH＞7，而氯化钠为中性，pH=7，因此不可能是氯化钠溶液；故填：氯化钠或NaCl；
实验2：盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以取少量溶液于试管中，滴加足量的盐酸，有气泡产生，得出结论，该溶液是Na₂CO₃溶液．上述反应的化学方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【计算】解：设溶液中碳酸钠的质量为X
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl
106           197
x            19.7g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{19.7g}$
x=10.6g
溶液中碳酸钠的质量分数$\frac{10.6g}{50g}$×100%=21.2%．
答：溶液中碳酸钠的质量分数为21.2%．

点评 本题考查了破损标签试剂的确定，完成此题，可以依据破损标签的部分已经有关物质的性质进行，要求同学们熟练掌握有关物质的性质，以便灵活应用，充分体现了运用化学知识分析问题、解决问题的能力．