Question

3．实验室里有一瓶常用的无色液体试剂，因保管不当造成标签破损（如图所示），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样．
小强和小华同学对此很兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】该瓶试剂到底是什么物质的溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是A（填序号）
A．酸      B．碱     C．盐
【查阅资料】I．初中化学中常见的含钠化合物有：NaCl，NaOH，Na₂CO₃，NaHCO₃．
II．Na₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ．测定室温（20⁰C）时，四种物质的溶解度数据如下：

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

【得出结论】小华根据试剂瓶标签上标注的溶质质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是NaHCO₃溶液．
【作出猜想】①可能是NaCl溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaOH溶液；
【设计方案并实验】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH=11，则这瓶试剂不可能是NaCl溶液．
（2）小强为了判断该溶液是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
取样品于试管中，滴加稀盐酸	产生大量的气泡	猜想2成立
将气体通入澄清石灰水	石灰水变浑浊

【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，你选择可溶性的钙盐或可溶性的钡盐溶液
【质疑】小华则不同意小强的观点，认为溶液中有Na₂CO₃还可能有NaOH．请你帮助他完成以下探究方案：

探究步骤	预计现象	结论
步骤一：取样品于试管中，向其中滴加足量的CaCl2或BaCl2等溶液并过滤	产生白色沉淀	溶液中既有Na2CO3，又有NaOH
步骤二：向上述滤液中滴加酚酞试液	酚酞试液变红色

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；
【作出猜想】根据提示物质的可能性，对该溶液进行猜想；
【设计并实验】（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；
（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；
【拓展与应用】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．
【质疑】由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，因此先用氯化钙溶液或其它的可溶性钙盐、可溶性钡盐溶液除去碳酸钠，再用酚酞试液证明氢氧化钠的存在．

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；
【查阅资料】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=$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%，因此可判断该溶液不可能为碳酸氢钠溶液；而其它物质进行类似的计算都可以得到10%的溶液；
【作出猜想】除碳酸氢钠外，该溶液可能为氯化钠、碳酸钠或氢氧化钠溶液；
【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，而氯化钠溶液呈中性，pH等于7所以不可能是氯化钠；
（2）①根据碳酸钠能与盐酸反应放出二氧化碳而氢氧化钠与盐酸反应无明显现象，因此，可推断鉴别两物质时所加入的试剂为稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳反应的方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，②观察有气泡可说明该物质为碳酸钠，把产生气体通入澄清石灰水，石灰水会变浑浊，则可进一步确定该物质，反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【拓展与应用】利用氢氧化钙能与碳酸钠反应生成白色碳酸钙沉淀，而与氢氧化钠不能反应而无明显现象，可使用氢氧化钙溶液鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液；
【质疑】由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，碳酸根离子与钙离子或钡离子能结合成沉淀，因此可先用氯化钙溶液或其它可溶性的钙盐或钡盐溶液（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡）除去碳酸钠，再滴入酚酞试液，酚酞试液变红，证明氢氧化钠的存在；
故答案为：【交流讨论】A
【得出结论】NaHCO₃
【作出猜想】NaOH
【设计方案并实验】（1）NaCl

操作步骤	实验现象	结论
稀盐酸
	石灰水变浑浊

（2）【拓展与应用】可溶性的钙盐或可溶性的钡盐．
【质 疑】CaCl₂（或BaCl₂等）； 红．

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．