Question

（2013?東臺(tái)市二模）Ⅰ．探究：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．已知它是無(wú)色液體，是初中化學(xué)常用的試劑．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(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，這瓶試劑不可能是

A

A．酸           B．堿          C．鹽
查閱資料：①初中化學(xué)常見(jiàn)的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
②Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性．
③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%和上表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是

NaHCO₃

．
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

．
（2）小強(qiáng)為了確定該溶液是哪種溶液，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 稀鹽酸	產(chǎn)生大量的氣泡	該溶液是 Na2CO3 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

拓展與應(yīng)用：確定該溶液還可以選擇與小強(qiáng)不同的試劑，你選擇的試劑是

CaCl₂或Ca（OH）₂等

（要求類別不同），對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象是

產(chǎn)生白色沉淀

．
反思與評(píng)價(jià)：小淇認(rèn)為上述探究存在問(wèn)題，她的理由是

該溶液也有可能是放置較長(zhǎng)時(shí)間已變質(zhì)的NaOH溶液

．
Ⅱ．計(jì)算：某固體物質(zhì)由MgSO₄和NaOH組成，取24.0g該固體混合物溶于水后，向所得的混合物中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的硫酸溶液（密度為1.1g?mL^-1），加入的稀H₂SO₄的體積x（單位：mL）與所得沉淀質(zhì)量y（單位：g）有如圖所示的關(guān)系，求該固體混合物中NaOH、MgSO₄的質(zhì)量各為多少克？（寫出計(jì)算過(guò)程）

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；
【得出結(jié)論】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；
【設(shè)計(jì)并實(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；
（2）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質(zhì)差異及所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現(xiàn)象及結(jié)論；
【拓展與應(yīng)用】根據(jù)碳酸鈉、氫氧化鈉的性質(zhì)差異，另選一種試劑完成兩種物質(zhì)的鑒別；
【反思與評(píng)價(jià)】根據(jù)氫氧化鈉易于與二氧化碳反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生碳酸鈉分析；
物質(zhì)之間的反應(yīng)有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O；由圖示數(shù)據(jù)可知，開(kāi)始加入硫酸至29.7mL時(shí)，是因?yàn)榱蛩嵩谂c氫氧化鈉反應(yīng)，A～B段是硫酸與氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)，利用氫氧化鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，可計(jì)算出MgSO₄和NaOH反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量；然后再利用MgSO₄和NaOH反應(yīng)計(jì)算出固體物質(zhì)中MgSO₄的質(zhì)量；然后NaOH的質(zhì)量即可求出．

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；
【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)=

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；
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】（1）由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，溶液pH都大于7，只有氯化鈉溶液的pH=7，所以該瓶pH大于7的溶液不可能是氯化鈉溶液；
（2）根據(jù)碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳而氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)無(wú)明顯現(xiàn)象，因此，可推斷鑒別兩物質(zhì)時(shí)所加入的試劑為稀鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，觀察有氣泡可說(shuō)明該物質(zhì)為碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【拓展與應(yīng)用】利用CaCl₂ 或Ca（OH）₂ 等能與碳酸鈉反應(yīng)生成白色碳酸鈣沉淀，而與氫氧化鈉不能反應(yīng)而無(wú)明顯現(xiàn)象，可使用CaCl₂ 或Ca（OH）₂ 等鑒別NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，共同的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀；
【反思與評(píng)價(jià)】氫氧化鈉易于與二氧化碳反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生碳酸鈉，因此上述探究存在問(wèn)題的理由是該溶液也有可能是放置較長(zhǎng)時(shí)間已變質(zhì)的NaOH溶液；
解：由圖示數(shù)據(jù)可知，與氫氧化鎂沉淀反應(yīng)的硫酸溶液的體積為：89mL-29.7mL=59.3mL，則H₂SO₄質(zhì)量為：59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
設(shè)參與反應(yīng)的沉淀氫氧化鎂的質(zhì)量為x，
Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O
58         98
x         9.8g

58

x

=

98

9.8g

解之得：x=5.8g
②設(shè)參與反應(yīng)的MgSO₄的質(zhì)量為y，
 MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，
120                  58
y                    5.8g

120

y

=

58

5.8g

y=12g；
所以氫氧化鈉的質(zhì)量為24g-12g=12g
答：該固體中MgSO₄的質(zhì)量為12g；NaOH的質(zhì)量為12g．

故答案為：【交流討論】A；  
【得出結(jié)論】NaHCO₃； 
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】（1）NaCl；  （2）稀鹽酸（硫酸）；  Na₂CO₃；  Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；   
【拓展與應(yīng)用】CaCl₂ 或Ca（OH）₂ 等；  產(chǎn)生白色沉淀； 
【反思與評(píng)價(jià)】該溶液也有可能是放置較長(zhǎng)時(shí)間已變質(zhì)的NaOH溶液；
Ⅱ．解：由圖示數(shù)據(jù)可知，與氫氧化鎂沉淀反應(yīng)的硫酸溶液的體積為：89mL-29.7mL=59.3mL，則H₂SO₄質(zhì)量為：59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
設(shè)參與反應(yīng)的沉淀氫氧化鎂的質(zhì)量為x，
Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O
58         98
x         9.8g

58

x

=

98

9.8g

解之得：x=5.8g
②設(shè)參與反應(yīng)的MgSO₄的質(zhì)量為y，
 MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，
120                  58
y                    5.8g

120

y

=

58

5.8g

y=12g；
所以氫氧化鈉的質(zhì)量為24g-12g=12g
答：該固體中MgSO₄的質(zhì)量為12g；NaOH的質(zhì)量為12g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了破損標(biāo)簽試劑的確定，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)行鑒別并利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，解答時(shí)需認(rèn)真分析圖示數(shù)據(jù)和已知條件以及物質(zhì)間反應(yīng)的情況，才能正確解答，體現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．