Question

7．小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶，其标签破损，从残余部分只能看出溶质质量分数为10%，具体是什么物质无法辨认．老师告诉他，这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种．
（1）小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后，认为该溶液不可能是氢氧化钙，理由是氢氧化钙微溶于水，常温下氢氧化钙溶液的溶质质量分数达不到10%．
（2）小亮用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=10，他判断该溶液中不可能是氯化钠．对他的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是B；
A．方法正确，结果正确，且结论正确
B．方法不正确，结果偏小，但结论正确
C．方法不正确，结果偏大，结论不正确
D．方法正确，结果正确，但结论不正确
（3）为了进一步确定该溶液的成分，小亮继续进行下列实验．
【设计实验方案】方案甲：选择氯化钡溶液来确定该溶液的成份；
方案乙：选择稀硫酸来确定该溶液的成份．
【进行实验】在两个方案中选一个方案，填写步骤、现象、结论．

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液于试管，加稀盐酸．	有气泡冒出	该溶液是碳酸钠溶液．有关反应的化学方 程式为Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑

【实验反思】
①有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来确定是碳酸钠，那么它是氢氧化钙溶液．有关反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
（4）用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠．为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数，小明设计如下方探究方案：取纯碱样品11g，加足量氯化钙溶液，充分反应后过滤，洗涤，称量，得到10g白色滤渣．求该纯碱样品中碳酸钠的质量分数．（精确到0.1%）
（5）探究方案中因缺少干燥（填操作名称），导致碳酸钠的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钙溶解度与饱和溶液的溶质质量分数的关系进行分析解答．
（2）根据溶液pH值的测定方法进行解答；
（3）根据碳酸钠能和盐酸反应放出二氧化碳气体以及碳酸钠能和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行解答；
（4）根据碳酸钙的质量求出碳酸钠的质量，进而求出该纯碱样品中碳酸钠的质量分数即可；
（5）根据探究方案中因缺少干燥导致碳酸钠的质量分数偏大进行解答．

解答 解：（1）常温下氢氧化钙的溶解度为0.18g，其饱和溶液中溶质质量分数=$\frac{0.18g}{100g+0.18g}$×100%＜0.18%，而该溶液溶质质量分数为10%，故不可能是氢氧化钙；
（2）测定溶液的pH值，不能将pH试纸湿润，否则会使得溶液的酸碱性变弱，测碱溶液使pH值偏小，所以用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=10，判断该溶液中不可能是氯化钠，方法不正确，结果偏小，但结论正确；
（3）碳酸钠能和盐酸反应放出二氧化碳气体，所以试验方法：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液于试管，加稀盐酸．	有气泡冒出	该溶液是碳酸钠溶液．有关反应的化学方 程式为Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑

；
碳酸钠能和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以还可以用一种常见的碱溶液来确定是碳酸钠，那么它是氢氧化钙溶液．反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（4）设碳酸钠的质量为x
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
       106    100
       x      10g
$\frac{106}{x}=\frac{100}{10g}$
x=10.6g
该纯碱样品中碳酸钠的质量分数=$\frac{10.6g}{11g}×100%$=96.4%
答：该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为96.4%．
（5）探究方案中因缺少干燥导致碳酸钠的质量分数偏大．
故答案为：（1）氢氧化钙微溶于水，常温下氢氧化钙溶液的溶质质量分数达不到10%；
（2）B；
（3）稀盐酸；有气泡冒出；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；氢氧化钙；Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（4）该纯碱样品中碳酸钠的质量分数96.4%；
（5）干燥．

点评 本题难度较大，可采取“利用测定结果进行先排除，最后进行实验检验”的思路确定未知溶液，解题的关键是熟练掌握氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙、碳酸钠的性质．