Question

16．同學(xué)們?cè)诔踔谢瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室中，發(fā)現(xiàn)一瓶如圖所示久置的瓶口有白色固體、瓶塞丟失的無(wú)色溶液．已知原溶液可能是NaCl、NaOH或Na₂CO₃三種溶液中的一種，為確定溶液成分，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
（1）探究成分
①小張同學(xué)取待測(cè)液測(cè)得pH=10，他得出的關(guān)于溶液成分的結(jié)論是一定不是NaCl溶液（可能是NaOH，Na₂CO₃或NaOH和Na₂CO₃的混合溶液）．他取少量待測(cè)液于試管中，加入過(guò)量的稀HCl，看到有氣泡產(chǎn)生，由此小張同學(xué)認(rèn)為，溶液為Na₂CO₃溶液．
②小李同學(xué)對(duì)小張同學(xué)的結(jié)論提出疑問(wèn)，擬進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取少量待測(cè)液于試管中，加入過(guò)量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，該反應(yīng)方程式為BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl，過(guò)濾，取濾液，（寫(xiě)出還需進(jìn)行的操作及現(xiàn)象）滴加無(wú)色酚酞溶液，溶液變紅色或滴加硫酸銅溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（合理即可）．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，小李認(rèn)為小張結(jié)論不正確．
③同學(xué)們通過(guò)討論認(rèn)為試劑瓶原標(biāo)簽應(yīng)該是氫氧化鈉，但因吸收空氣中CO₂的而變質(zhì)．
（2）測(cè)定碳酸鈉的濃度
取該試劑瓶中溶液50g倒入燒杯中，再向燒杯中逐滴滴加鹽酸使其充分反應(yīng)至無(wú)氣泡產(chǎn)生（假設(shè)生成的二氧化碳全部逸出）．測(cè)得加入鹽酸的質(zhì)量與燒杯中的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系如表所示．

累計(jì)加入鹽酸的質(zhì)量/g	0	25	37.5	50
燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量/g	50	75	85.3	97.8

請(qǐng)你計(jì)算：
①這一測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生二氧化碳質(zhì)量為2.2g．
②這一瓶試劑中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯化鈉溶液呈中性，pH等于7；碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇沉淀和氯化鈉；氫氧化鈉溶液顯堿性等進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)的變化分析反應(yīng)結(jié)合質(zhì)量守恒定律計(jì)算二氧化碳的質(zhì)量、根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①小張同學(xué)取待測(cè)液測(cè)得pH=10，而氯化鈉溶液呈中性，pH等于7，故該溶液一定不是NaCl溶液（可能是NaOH，Na₂CO₃或NaOH和Na₂CO₃的混合溶液）；
滴加稀鹽酸，結(jié)論是碳酸鈉，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，故會(huì)觀察到產(chǎn)生氣泡；
②取少量待測(cè)液于試管中，加入過(guò)量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，是碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇沉淀和氯化鈉，反應(yīng)的方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl；為驗(yàn)證溶液可能是氫氧化鈉變質(zhì)產(chǎn)生的碳酸鈉，滴加過(guò)量的氯化鋇后向上層清液中滴加無(wú)色酚酞溶液，溶液變紅色或滴加硫酸銅溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（合理即可），故小張的結(jié)論不正確；
③氫氧化鈉會(huì)吸收二氧化碳而變質(zhì)成碳酸鈉；
（2）①加入鹽酸的質(zhì)量在0-25g時(shí)，反應(yīng)前質(zhì)量=50g+25g=75g，反應(yīng)后質(zhì)量仍然是75g，反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變，說(shuō)明是氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)；
反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為：50g+50g-97.8g=2.2g；
②設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                       2.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$   x=5.3g
因此碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.3g}{50g}$×100%=10.6%．
故答案為：（1）①一定不是NaCl溶液（可能是NaOH，Na₂CO₃或NaOH和Na₂CO₃的混合溶液）； 有氣泡產(chǎn)生；
②反應(yīng)方程式為BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl，滴加無(wú)色酚酞溶液，溶液變紅色或滴加硫酸銅溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（合理即可）；③CO₂；
（2）①2.2；
②10.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見(jiàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)，熟練掌握碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉的化學(xué)性質(zhì)，能根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)或者自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證它們，并熟練的寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．