Question

19．實驗室有一瓶保存不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖所示），其殘缺的標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．已知它是無色液體，是初中化學(xué)常用的試劑．小華等幾位同學(xué)很感興趣，決定對其成分進(jìn)行探究．

【提出問題】這瓶試劑溶質(zhì)是什么？
【交流研討】根據(jù)受損標(biāo)簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A（填字母序號）．
A．酸       B．堿       C．鹽
【查閱資料】①初中化學(xué)常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
②Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈堿性．NaCl溶液呈中性．
③室溫下（20℃）時，4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

【分析】小華根據(jù)試劑瓶上標(biāo)注和上表溶解度數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．
【猜想與實驗】①可能是Na₂CO₃溶液；   ②可能是NaOH溶液；   ③可能是NaCl溶液．
（1）小亮用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液，滴到干燥的pH試紙上，測得pH=11，他判斷該溶液不可能是NaCl溶液．
（2）小強(qiáng)為了確定該溶液的成分，進(jìn)行了如下實驗．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
取樣品于試管中， 滴加足量稀鹽酸	有有氣泡冒出	猜想①正確，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

【質(zhì)疑】小華則不同意小強(qiáng)的觀點，認(rèn)為溶液中有Na₂CO₃還可能有NaOH．小華又進(jìn)行了以下探究：

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一：取樣品于試管中，向其中滴加足量的CaCl2溶液并過濾	有白色沉淀生成	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步驟二：向上述濾液中滴加酚酞試液	溶液變紅色

【反思與評價】
在小華的探究中，小洋提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，你認(rèn)為該方案是否可行，并說明理由不可行，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定步驟二的實驗結(jié)論，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論．
【理解與應(yīng)用】
（1）氫氧化鈉溶液容易變質(zhì)，必須密封保存．實驗室必須密封保存的藥品還有很多，試另舉一例：濃硫酸．
（2）取上述瓶中溶液50克，向其中加入足量的氫氧化鋇溶液，完全反應(yīng)后得到1.97克白色沉淀，求上述溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 【交流研討】根據(jù)酸、堿、鹽的組成特點及標(biāo)簽可見部分，猜測該溶液不可能屬于哪類物質(zhì)的溶液；
【分析】根據(jù)溶液中溶質(zhì)溶解度與飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，由常溫下各物質(zhì)的溶解度及該溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，判斷溶液的可能性；
【猜想與實驗】①根據(jù)三種物質(zhì)溶液的酸堿性及所測定溶液的酸堿度，對溶液的可能做出判斷；
②利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質(zhì)差異及所設(shè)計實驗中的現(xiàn)象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現(xiàn)象及結(jié)論；
【質(zhì)疑】由于NaOH溶液、Na₂CO₃溶液都呈堿性，因此想證明NaOH的存在，首先得先把Na₂CO₃除去，因此先用CaCl₂溶液或其它的可溶性鈣鹽、可溶性鋇鹽溶液除去a₂CO₃，再用酚酞試液證明NaOH的存在；
【反思與評價】在上述實驗中，如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定原溶液是否有氫氧化鈉；因此得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論．
【理解與應(yīng)用】（1）氫氧化鈉溶液容易變質(zhì)，必須密封保存．實驗室必須密封保存的藥品還有很多，如：具揮發(fā)性的藥品、具吸水性的藥品等；
（2）依據(jù)沉淀的質(zhì)量利用方程式的計算可求碳酸鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的要求計算即可．

解答 解：【交流研討】破損標(biāo)簽可見部分為鈉元素，可判斷該物質(zhì)由金屬元素與根組成，而酸類物質(zhì)由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質(zhì)不可能為酸．
故答案為：A
【分析】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)=$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；
故答案為：NaHCO₃；
【猜想與實驗】①Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈堿性，NaCl溶液呈中性，所以Na₂CO₃、NaHCO₃溶液pH都大于7，只有氯化鈣溶液的pH=7，所以該瓶pH=11的溶液不可能是氯化鈉溶液；
故答案為：NaCl溶液；
②根據(jù)Na₂CO₃溶液能與鹽酸反應(yīng)放出生成氯化鈉、水和二氧化碳，其反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，而NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，觀察有氣泡可說明該物質(zhì)為Na₂CO₃溶液，
故答案是：有氣泡冒出；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【質(zhì)疑】由于NaOH溶液、Na₂CO₃溶液都呈堿性，因此想證明NaOH的存在，首先得先把Na₂CO₃除去，碳酸根離子與鈣離子或鋇離子能結(jié)合成沉淀，因此可先用CaCl₂溶液或其它可溶性的鈣鹽或鋇鹽溶液（氯化鋇、硝酸鈣、硝酸鋇）除去Na₂CO₃，再滴入酚酞試液，酚酞試液變紅，證明NaOH的存在；
故答案是：白色沉淀；紅；
【反思與評價】如用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液是不行的，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定步驟二的實驗結(jié)論，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論．
故答案是：不可行，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)會生成氫氧化鈉，這樣無法確定步驟二的實驗結(jié)論，也得不出氫氧化鈉部分變質(zhì)的結(jié)論．
【理解與應(yīng)用】（1）氫氧化鈉溶液容易變質(zhì)，必須密封保存．實驗室必須密封保存的藥品還有很多，如：具揮發(fā)性的藥品（濃鹽酸、氨水等）、具吸水性的藥品（濃硫酸、生石灰等）、或澄清石灰水其他合理答案均可．
故答案為：濃硫酸；
（2）設(shè)原溶液中含有碳酸鈉的質(zhì)量是x
Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH
           106    197      
             x   1.97g
$\frac{106}{x}=\frac{197}{1.97g}$ 
x=1.06g
則碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.06g}{50g}$×100%=2.12%
答：上述溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2.12%．

點評 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)律對未知物質(zhì)進(jìn)行鑒別，體現(xiàn)運用化學(xué)知識分析問題、解決問題的能力．