题目内容

9.实验室有一瓶保管不当的试剂(如图1),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.小强和小华同学很感兴趣,决定对其成分进行探究:
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢?
【查阅资料】
Ⅰ.初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3.
Ⅱ.Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性.
Ⅲ.室温(20℃)时,四种物质的溶解度的数据如下:
物质NaClNaOHNa2CO3NaHCO3
溶解度g361092159.6
【得出结论】小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断,这瓶试剂不可能是NaHCO3.
【作出猜想】①可能是NaOH溶液;②可能是Na2CO3溶液;③可能是NaCl.
【设计并实验】
(1)小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上,测得PH>7,则猜想③错误.
(2)小强为了确定该溶液的成份,他又进行了如下实验:
操作步骤实验现象结论及化学方程式
取样于试管中,滴加足量的
稀盐酸(填试剂的名称)

产生大量的气泡

猜想②正确
老师指出该结论不严密.理由是氢氧化钠溶液在空气中敞口放置会发生变质,变质后也能产生上述现象.请写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
【继续探究】另取样加入过量的CaCl2溶液,观察到有白色沉淀产生,设计这一步骤的目的是除尽碳酸钠;静置后,取上层清液,滴入无色酚酞试液,溶液呈红色.
【实验结论】这瓶溶液原来是NaOH.
【探究启示】做实验时取完药品后应立即盖上瓶塞,并放回原处.
(3)探究这瓶NaOH溶液的变质程度
【研究方案】取10g原溶液,向其中逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸,根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量,从而进一步确定样品中NaOH的变质程度.
【解决问题】实验测得加入稀盐酸与产生CO2气体的质量关系如图2所示.
请回答:①A点溶液中所含的溶质NaCl和Na2CO3(填化学式).
②10g原溶液中含碳酸钠的质量0.265g.(写出计算过程,此题2分)
③10g原溶液中未变质的氢氧化钠的质量0.8g.(不需要写出计算过程)

分析 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;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;根据提示物质的可能性,对该溶液进行猜想;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;根据碳酸钠、氢氧化钠的性质差异,另选一种试剂完成两种物质的鉴别.

解答 解:【得出结论】由于碳酸氢钠在该温度下饱和溶液的溶质质量分数是:$\frac{9.6g}{100g+9.6g}×100%≈$8.8%<10%,故不会是碳酸氢钠,故填:NaHCO3.
【设计并实验】(1)由于氯化钠的水溶液呈中性,pH等于7,故猜想③错误,故填:③.
(2)由于猜想②正确,碳酸钠能与盐酸反应产生气体,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故填:稀盐酸,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
【继续探究】氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,加入氯化钙能除去碳酸钠,故填:白色沉淀,除尽碳酸钠;
【实验结论】由于溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,故这瓶溶液是变质的氢氧化钠,原溶液是氢氧化钠,故填:NaOH.
【探究启示】实验取完药品后应立即盖上瓶塞,并放回原处,故填:立即盖上瓶塞,并放回原处.
(3)①到A点开始产生沉淀,说明此时氢氧化钠已经完全反应,此时溶液中的溶质是氯化钠和碳酸钠,故填:NaCl和Na2CO3.
②生成二氧化碳的质量为0.11g,设10g原溶液中含碳酸钠的质量为x,则有:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106                                 44
x                          0.11g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.11g}$
x=0.265g.
故填:0.265g;
③设10g原溶液中未变质的氢氧化钠的质量为y,则有:
HCl+NaOH═NaCl+H2O
36.5                40
10g×7.3%       y
$\frac{36.5}{40}=\frac{10g×7.3%}{y}$
    y=0.8g.
故填:0.8g.

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.

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