Question

實驗室有一瓶保管不當?shù)脑噭�（如圖1），其殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．已知它是無色液體，是初中化學常用的試劑．小強和小華同學很感興趣，決定對其成分進行探究：

【提出問題】這瓶試劑可能是什么溶液呢？
【交流討論】根據(jù)受損標簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是

 

．
A．酸       B．堿     C．鹽
【查閱資料】
Ⅰ．初中化學常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
Ⅱ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性．
Ⅲ．測定室溫（20℃）時，四種物質(zhì)的溶解度的數(shù)據(jù)如表：

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)試劑瓶標注的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)10%和表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是

 

．
【作出猜想】①可能是

 

溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl．
【設(shè)計并實驗】
（1）小強用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液滴在pH試紙上，測得pH＞7，這瓶試劑不可能是

 

．
（2）小強為了檢驗該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，他又進行了如下實驗：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及化學方程式
取樣于試管中， 滴加氫氧化鈣溶液		猜想②正確 相關(guān)的化學方程式

【實驗反思】
小華同學用上述溶液對實驗室制取CO₂氣體的廢液進行后續(xù)探究，他向100克的廢液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液．實驗過程中加入Na₂CO₃溶液質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀或氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖2所示；加入Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與溶液的PH變化關(guān)系如圖3所示
（3）小華同學所取廢液中的溶質(zhì)含

 

．
（4）圖2中b→c段反應(yīng)過程中溶液的pH變化情況可用圖3中

 

段表示．
（5）圖2中b和x的值分別為

 

克和

 

克．

Answer 1

考點：缺失標簽的藥品成分的探究,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)、溶解性和溶解度的關(guān)系,溶液的酸堿性與pH值的關(guān)系,鹽的化學性質(zhì),常見的氧化物、酸、堿和鹽的判別,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【交流討論】根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進行分析，含有金屬元素的物質(zhì)不可能是酸；
【得出結(jié)論】根據(jù)物質(zhì)的溶解度可以計算出所形成的溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)解答；【作出猜想】根據(jù)題中信息解答；
【設(shè)計并實驗】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．
【實驗反思】根據(jù)加入的碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)，把鹽酸消耗完了，才開始與氯化鈣反應(yīng)，開始生成沉淀，最后到達最高點說明已經(jīng)反應(yīng)完了進行解答．

解答：解：
【交流討論】受損標簽中含有鈉元素，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)20℃時各物質(zhì)的溶解度，可以計算出其飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，
NaCl：

36g

136g

×100%≈24.5%；
NaOH

109g

209g

×100%≈52.2%；
Na₂CO_3：

215g

315g

×100%≈68.3%；
NaHCO_3：

9.6g

109.6g

×100%≈8.8%；
標簽上的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是10%，故不可能是碳酸氫鈉，故填：NaHCO₃；
【作出猜想】該物質(zhì)可能是氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或氯化鈉溶液，故填：NaOH；
【設(shè)計并實驗】
（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）若猜想②正確，則碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，故填：有白色沉淀生成，Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【實驗反思】
（3）由圖2可知，加入的碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)，把鹽酸消耗完，才開始與氯化鈣反應(yīng)，開始生成沉淀，故小華同學所取廢液中的溶質(zhì)含CaCl₂和HCl；
（4）圖1中中b→c段反應(yīng)過程中是碳酸鈉溶液和氯化鈣反應(yīng)，生成沉淀，溶液中性，所以圖1中b→c0段反應(yīng)過程中溶液的pH變化情況可用圖2中h-k段曲線表示；
（5）根據(jù)題意可知碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)，再與氯化鈣反應(yīng)，由圖示可知碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氣體2.2g，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)，生成沉淀5.0g．
設(shè)生成2.2g氣體所需的Na₂CO₃的質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
 106             44
  y              2.2g

106

y

=

44

2.2g

解得，y=5.3g；
Na₂CO₃溶液的質(zhì)量

5.3g

10%

=53g，所以圖1中b點的值為53；
生成沉淀5.0g所需Na₂CO₃的質(zhì)量為z．則
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106          100
z             5g

106

100

=

z

5g

z=5.3g
Na₂CO₃溶液的質(zhì)量

5.3g

10%

=53g，
x的值為53g+53g=106g
答案：
【交流討論】A；
【得出結(jié)論】NaHCO₃；
【作出猜想】NaOH；
【設(shè)計并實驗】
（1）NaCl；
 （2）白色渾濁，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
【實驗反思】
（3）CaCl₂和HCl；      
（4）h-k；
（5）53，106．

點評：本題考查了破損標簽試劑的確定，完成此題，可以依據(jù)破損標簽的部分已經(jīng)有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進行．要求同學們熟練掌握有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，以便靈活應(yīng)用．