Question

19．實(shí)驗(yàn)室有一瓶保管不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖），其殘缺的標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．已知它是NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一種．小強(qiáng)和小華同學(xué)很感興趣，決定對(duì)其成分進(jìn)行探究：
【提出問題】這瓶試劑可能是什么溶液呢？
【交流討論】根據(jù)受損標(biāo)簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A．
A．酸　　　　　　　　　B．堿　　　　　　　　　C．鹽
【查閱資料】
Ⅰ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性．
Ⅱ．NaHCO₃溶液呈堿性．
Ⅲ．測(cè)定室溫（20℃）時(shí)，四種物質(zhì)的溶解度的數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

【得出結(jié)論】小華根據(jù)試劑瓶標(biāo)注的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%和表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．（填化學(xué)式）
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并繼續(xù)探究】
（1）小強(qiáng)用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液滴在pH試紙上，測(cè)得PH＞7，這瓶試劑不可能是NaCl．（填化學(xué)式）
（2）小強(qiáng)為了檢驗(yàn)該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，他又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
取樣于試管中，滴加 鹽酸（硫酸）	產(chǎn)生大量的氣泡	該溶液是Na2CO3 相關(guān)的化學(xué)方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

【拓展與應(yīng)用】：請(qǐng)你選擇與小強(qiáng)不同的試劑，來(lái)鑒別NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你選擇CaCl₂或Ca（OH）₂　溶液．
【綜合計(jì)算】現(xiàn)有一種堿性調(diào)味液，是碳酸鈉和氯化鈉組成的溶液．為了測(cè)定堿性調(diào)味液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．取三份堿性調(diào)味液各100g，分別緩慢加入到20g、40g和60g某鹽酸中，測(cè)得三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表（氣體的溶解忽略不計(jì)）

	第Ⅰ組	第Ⅱ組	第Ⅲ組
鹽酸的質(zhì)量/g	20	40	60
生成氣體的質(zhì)量/s	2.2	4.4	5.5

根據(jù)實(shí)驗(yàn)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算：
（1）100g堿性調(diào)味液與鹽酸完全反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量為5.5g．
（2）堿性調(diào)味液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析，含有金屬元素的物質(zhì)不可能是酸，根據(jù)物質(zhì)的溶解度可以計(jì)算出所形成的溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，堿性溶液的pH大于7，碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，據(jù)此分析解答即可；
【綜合計(jì)算】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知20克稀鹽酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此可算出60克稀鹽酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而根據(jù)第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知100g堿性調(diào)味液與鹽酸完全反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可算出碳酸鈉的質(zhì)量，再求出堿性調(diào)味液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：【交流討論】受損標(biāo)簽中含有鈉元素，酸中不含有金屬元素，故不可能是酸，故填：A；
【得出結(jié)論】根據(jù)常溫下碳酸氫鈉的溶液為9.6g，可判斷常溫下碳酸氫鈉的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%，標(biāo)簽上的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10%，故不可能是碳酸氫鈉，故填：NaHCO₃；
（1）溶液的pH大于7，說明溶液呈堿性，而氯化鈉的溶液呈中性，故不可能是氯化鈉溶液，故填：NaCl；
（2）加入某種試劑，會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，說明是碳酸鈉與酸的反應(yīng)，故不會(huì)是氫氧化鈉，應(yīng)該是碳酸鈉，加入的試劑是酸，可以是鹽酸也可以是稀硫酸，故填：鹽酸（硫酸），Na₂CO₃；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【拓展與應(yīng)用】碳酸鈉能與含有可溶性鈣離子的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣白色沉淀，故可以加入氯化鈣或是氫氧化鈣溶液的方法，故填：CaCl₂ 或Ca（OH）₂；
【綜合計(jì)算】（1）根據(jù)前兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知每20克鹽酸完全反應(yīng)生成2.2克二氧化碳，則60克鹽酸完全反應(yīng)應(yīng)生成6.6克二氧化碳，在第三組實(shí)驗(yàn)中加入60克鹽酸只生成5.5克二氧化碳，說明第三組實(shí)驗(yàn)中鹽酸有剩余，碳酸鈉反應(yīng)完，所以100g堿性調(diào)味液與鹽酸完全反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量為5.5克．故答案為：5.5
（2）設(shè)與鹽酸反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 5.5g
   $\frac{106}{x}$=$\frac{44}{5.5g}$     x=13.25g
堿性調(diào)味液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{13.25g}{100g}$×100%=13.25%
答：堿性溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.25%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合利用了物質(zhì)的組成、物質(zhì)的溶解性、溶液的酸堿性及物質(zhì)的變化規(guī)律對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行鑒別，體現(xiàn)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力．