Question

19．实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样．已知它是NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一种．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？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是A．
A．酸　　　　　　　　　B．碱　　　　　　　　　C．盐
【查阅资料】
Ⅰ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性．
Ⅱ．NaHCO₃溶液呈碱性．
Ⅲ．测定室温（20℃）时，四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

【得出结论】小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是NaHCO₃．（填化学式）
【设计实验并继续探究】
（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，这瓶试剂不可能是NaCl．（填化学式）
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，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 盐酸（硫酸）	产生大量的气泡	该溶液是Na2CO3 相关的化学方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

【拓展与应用】：请你选择与小强不同的试剂，来鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你选择CaCl₂或Ca（OH）₂　溶液．
【综合计算】现有一种碱性调味液，是碳酸钠和氯化钠组成的溶液．为了测定碱性调味液中碳酸钠的质量分数，设计了如下实验方案．取三份碱性调味液各100g，分别缓慢加入到20g、40g和60g某盐酸中，测得三组实验数据见表（气体的溶解忽略不计）

	第Ⅰ组	第Ⅱ组	第Ⅲ组
盐酸的质量/g	20	40	60
生成气体的质量/s	2.2	4.4	5.5

根据实验及有关数据进行分析与计算：
（1）100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量为5.5g．
（2）碱性调味液中碳酸钠的质量分数为多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 根据物质的性质进行分析，含有金属元素的物质不可能是酸，根据物质的溶解度可以计算出所形成的溶液的溶质质量分数，碱性溶液的pH大于7，碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，据此分析解答即可；
【综合计算】根据实验数据分析可知20克稀盐酸完全反应生成二氧化碳的质量，据此可算出60克稀盐酸完全反应生成二氧化碳的质量，进而根据第三组实验数据可知100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量，根据二氧化碳的质量可算出碳酸钠的质量，再求出碱性调味液中碳酸钠的质量分数．

解答 解：【交流讨论】受损标签中含有钠元素，酸中不含有金属元素，故不可能是酸，故填：A；
【得出结论】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=$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%，标签上的溶质质量分数是10%，故不可能是碳酸氢钠，故填：NaHCO₃；
（1）溶液的pH大于7，说明溶液呈碱性，而氯化钠的溶液呈中性，故不可能是氯化钠溶液，故填：NaCl；
（2）加入某种试剂，会产生大量的气泡，说明是碳酸钠与酸的反应，故不会是氢氧化钠，应该是碳酸钠，加入的试剂是酸，可以是盐酸也可以是稀硫酸，故填：盐酸（硫酸），Na₂CO₃；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【拓展与应用】碳酸钠能与含有可溶性钙离子的物质反应产生碳酸钙白色沉淀，故可以加入氯化钙或是氢氧化钙溶液的方法，故填：CaCl₂ 或Ca（OH）₂；
【综合计算】（1）根据前两组实验数据分析可知每20克盐酸完全反应生成2.2克二氧化碳，则60克盐酸完全反应应生成6.6克二氧化碳，在第三组实验中加入60克盐酸只生成5.5克二氧化碳，说明第三组实验中盐酸有剩余，碳酸钠反应完，所以100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量为5.5克．故答案为：5.5
（2）设与盐酸反应的碳酸钠的质量为x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 5.5g
   $\frac{106}{x}$=$\frac{44}{5.5g}$     x=13.25g
碱性调味液中碳酸钠的质量分数=$\frac{13.25g}{100g}$×100%=13.25%
答：碱性溶液中碳酸钠的质量分数为13.25%．

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．