Question

15．實(shí)驗(yàn)室里有一瓶保管不當(dāng)、標(biāo)簽殘缺的試劑瓶，標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%”字樣（如圖1所示），某興趣小組對(duì)其組成進(jìn)行如下探究．
【提出問(wèn)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，該瓶試劑不可能是A．
A．酸        B．堿       C．鹽
【查閱資料】
Ⅰ．CaCl₂溶液和BaCl₂溶液都呈中性．
Ⅱ．初中化學(xué)中常見(jiàn)含鈉的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃，其中一種物質(zhì)的類別有別于其它三種物質(zhì)，該物質(zhì)是氫氧化鈉或NaOH．
Ⅲ．室溫（20℃）時(shí)，四種物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	NaHCO3	NaCl	NaOH	Na2CO3
溶解度g/100g水	9.6	36	109	215

【資料分析】依據(jù)上述資料分析該瓶試劑也不可能是碳酸氫鈉或NaHCO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)1：實(shí)驗(yàn)測(cè)得該溶液的pH＞7，則這瓶試劑也不可能是氯化鈉或NaCl．
實(shí)驗(yàn)2：為了檢驗(yàn)該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
取少量溶液于試管中，滴加足量的鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，得出結(jié)論，該溶液是Na₂CO₃溶液．寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
實(shí)驗(yàn)3：有同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)2結(jié)論提出質(zhì)疑，認(rèn)為該溶液可能是部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證．寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論．
【計(jì)算】取試劑瓶中的溶液50g，逐滴加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的BaCl₂溶液．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，生成沉淀質(zhì)量與加入BaCl₂溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖2所示，試計(jì)算溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 【交流討論】根據(jù)酸、堿、鹽的組成特點(diǎn)及標(biāo)簽可見(jiàn)部分，猜測(cè)該溶液不可能屬于哪類物質(zhì)的溶液；
【查閱資料】根據(jù)物質(zhì)的分類進(jìn)行解答；
【資料分析】根據(jù)所給數(shù)據(jù)可以求出在20℃時(shí)各物質(zhì)的飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以做出判斷；
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)1：根據(jù)三種物質(zhì)溶液的酸堿性及所測(cè)定溶液的酸堿度，對(duì)溶液的可能做出判斷；
實(shí)驗(yàn)2：根據(jù)鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳以及氫氧化鈉溶液變質(zhì)容易生成碳酸鈉進(jìn)行解答；
【計(jì)算】由圖象可知：曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即碳酸鈉溶液和氯化鋇溶液恰好完全反應(yīng)，此時(shí)生成沉淀的質(zhì)量是19.7g，然后根據(jù)反應(yīng)方程式，用恰好反應(yīng)時(shí)生成碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：【交流討論】破損標(biāo)簽可見(jiàn)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；故填：A；
【查閱資料】Ⅱ、氫氧化鈉屬于堿，而氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉屬于鹽；故填：氫氧化鈉或NaOH；
【資料分析】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%＜10%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；故填：碳酸氫鈉 或NaHCO₃；
實(shí)驗(yàn)1：由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，pH＞7，而氯化鈉為中性，pH=7，因此不可能是氯化鈉溶液；故填：氯化鈉或NaCl；
實(shí)驗(yàn)2：鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以取少量溶液于試管中，滴加足量的鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，得出結(jié)論，該溶液是Na₂CO₃溶液．上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【計(jì)算】解：設(shè)溶液中碳酸鈉的質(zhì)量為X
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl
106           197
x            19.7g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{19.7g}$
x=10.6g
溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{10.6g}{50g}$×100%=21.2%．
答：溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了破損標(biāo)簽試劑的確定，完成此題，可以依據(jù)破損標(biāo)簽的部分已經(jīng)有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行，要求同學(xué)們熟練掌握有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，以便靈活應(yīng)用，充分體現(xiàn)了運(yùn)用化學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．