Question

13．實(shí)驗(yàn)室有一瓶保管不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖1），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；
【得出結(jié)論】；
【作出猜想】；
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】
（1）；
（2），；
【實(shí)驗(yàn)反思】
（3）CaCl₂和HCl；
（4）h-k；
（5）53，106．
 A、酸　B、堿　C、鹽
【查閱資料】
Ⅰ．初中化學(xué)常見(jiàn)的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
Ⅱ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性
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%和上表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．
【作出猜想①可能是NaOH溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl．
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】
（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（寫(xiě)化學(xué)式）
（2）小強(qiáng)為了檢驗(yàn)給該溶液是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，滴加氫氧化鈣溶液	白色渾濁	猜想②正確 相關(guān)的化學(xué)方程式為Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH

【實(shí)驗(yàn)反思】
小華同學(xué)用上述溶液對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取CO₂氣體的廢液進(jìn)行后續(xù)探究，他向100克的廢液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液．實(shí)驗(yàn)過(guò)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2所示
（3）小華同學(xué)所取廢液中的溶質(zhì)含CaCl₂和HCl
（4）圖2中b→c段反應(yīng)過(guò)程中溶液的PH變化情況可用圖3中h-k段表示
（5）圖2中b和x的值分別為53克和106克．

Answer 1

分析 【交流討論】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；
【得出結(jié)論】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)解答；【作出猜想】根據(jù)題中信息解答；
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】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(shí)驗(yàn)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(kāi)始與氯化鈣反應(yīng)，開(kāi)始生成沉淀，最后到達(dá)最高點(diǎn)說(shuō)明已經(jīng)反應(yīng)完了進(jìn)行解答．

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)20℃時(shí)各物質(zhì)的溶解度，可以計(jì)算出其飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
NaCl：$\frac{36g}{136g}$×100%≈24.5%；
NaOH$\frac{109g}{209g}$×100%≈52.2%；
Na₂CO_3：$\frac{215g}{315g}$×100%≈68.3%；
NaHCO_3：$\frac{9.6g}{109.6g}$×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；
【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(jì)并實(shí)驗(yàn)】
（1）溶液的pH大于7，說(shuō)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(shí)驗(yàn)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(kāi)始與氯化鈣反應(yīng)，開(kāi)始生成沉淀，故小華同學(xué)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(guò)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(guò)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
$\frac{106}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$
解得，y=5.3g；
Na₂CO₃溶液的質(zhì)量$\frac{5.3g}{10%}$=53g，所以圖1中b點(diǎn)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
$\frac{106}{z}$=$\frac{100}{5g}$
z=5.3g
Na₂CO₃溶液的質(zhì)量$\frac{5.3g}{10%}$=53g，
x的值為53g+53g=106g
故答案為：
【交流討論】A；
【得出結(jié)論】NaHCO₃；
【作出猜想】NaOH；
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】
（1）NaCl；
 （2）白色渾濁，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
【實(shí)驗(yàn)反思】
（3）CaCl₂和HCl；      
（4）h-k；
（5）53，106．

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．