Question

12．实验室里有一瓶久置的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签（如图所示）．小兵和小芸同学很感兴趣，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？
实验室老师提供的线索：
Ⅰ．这瓶溶液是实验室常见的药品：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一种．
Ⅱ．室温（20℃）时，它们的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/克	36	109	215	9.6

小芸根据标注的溶质质量分数10%和上表中溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是NaHCO₃；
【实验探究】（1）小兵用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是NaCl．
（2）小兵为了进一步检验该溶液，他取少量溶液于试管中，滴加过量的稀盐酸，观察到产生大量的气泡，于是他得出结论：这瓶溶液为碳酸钠溶液．
（3）小芸认为小结的结论可能存在问题，她又进行如下实验．

实验步骤	实验现象	结论或化学方程式
步骤1：取少量溶液于试管中， 滴加过量的硝酸钡溶液	产生沉淀	反应的化学方程式Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3
步骤2：静置、取上层清液于另一试管， 滴加氯化铁溶液	产生红褐色沉淀	原溶液为部分变质的氢氧化钠溶液

【反思】氢氧化钠溶液变质的原因CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（方程式解释）．

Answer 1

分析 查阅资料：Ⅱ．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
设计实验并继续探究：（1）氯化钠溶液呈中性，pH等于7
（2）根据碳酸钠可以和盐酸反应可以设计实验来验证碳酸钠的存在；
（3）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；
【反思】根据久置的氢氧化钠变质的原因是与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水解答．

解答 解：【查阅资料】根据计算可以知道在20℃时饱和碳酸氢钠的质量分数为：$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%，而题目中标注的溶液的质量分数为10%，所以能够排除碳酸氢钠，故本题答案为：NaHCO₃；
【设计实验并继续探究】
（1）小兵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，故本题答案为：NaCl
（2）小兵为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验：根据碳酸钠可以和盐酸反应可以设计实验来验证碳酸钠的存在，如果产生气泡，则说明是碳酸钠；
（3）根据碳酸钠能与硝酸钡反应白色碳酸钡沉淀，而与氢氧化钠不能反应而无明显现象，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2NaNO₃；
静置、取上层清液于另一试管，滴加氯化铁溶液，氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，原溶液为部分变质的氢氧化钠溶液．
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
故答案为：
【查阅资料】NaHCO₃
【设计实验并继续探究】（1）NaCl；
（2）产生大量的气泡；
（3）

实验步骤	实验现象	结论或化学方程式
步骤1：取少量溶液于试管中， 滴加过量的硝酸钡溶液	产生沉淀	反应的化学方程式 Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3
步骤2：静置、取上层清液于另一试管， 滴加氯化铁溶液	产生红褐色沉淀	原溶液为部分变质的氢氧化钠溶液

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．

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．