Question

【題目】實驗室有兩瓶保管不當的試劑（如圖1），左瓶殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣，已知它是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一種；右瓶是敞口放置的30%的NaOH溶液。同學們很感興趣，決定對其成分進行探究：

Ⅰ．甲同學對左瓶標簽殘缺的溶液展開研究：

（提出問題）這瓶試劑可能是什么溶液呢？

（交流討論）根據受損標簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是_____。（填字母）

A 酸 B 堿 C 鹽

（查閱資料）

①Na2CO3和NaHCO3溶液都呈堿性。

②測定室溫（20℃）時，四種物質的溶解度的數據如下

物質	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

（得出結論）根據試劑瓶標注的溶質質量分數10%和上表中的溶解度的數據判斷，這瓶試劑不可能是_____。

（設計實驗并繼續探究）

（1）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）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	實驗現象	結論及化學方程式
取樣于試管中，滴加足量的 _____	有氣泡產生	該溶液是_____ 相關的化學方程式_____

Ⅱ．乙同學對右瓶敞口放置的溶液展開研究：

（1）乙同學根據氫氧化鈉固體及溶液在空氣中很容易發生變質生成碳酸鈉，對其變質情況進行了如下探究。

（猜想與假設）該氫氧化鈉溶液已部分變質。氫氧化鈉溶液變質的反應方程式是_____。

（實驗與結論）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
a．取少量該溶液于一支試管中，加入足量_____	有白色沉淀產生	該氫氧化鈉溶液已變質
b．將步驟a所得的液體靜置，取上層清液于另一支試管中，滴加_____ /td>	_____	該氫氧化鈉溶液已部分變質

實驗步驟a中加入的試劑必須足量的原因是：

（拓展探究）乙同學又嘗試通過實驗除去該氫氧化鈉溶液中含有的碳酸鈉，方案如下：

向該溶液中加入適量的_____溶液，充分反應后，經_____操作，即可除去該氫氧化鈉溶液中含有的雜質。

Ⅲ．丙同學查閱資料得知：碳酸鈉與稀鹽酸反應分兩步進行：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑，他取14.6g變質的氫氧化鈉固體樣品（不含水）于錐形瓶中，加入50.0g水，充分溶解，再向錐形瓶中滴加的溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸。實驗測得加入稀鹽酸的質量與錐形瓶中物質的總質量關系如圖2所示。下列說法正確的是_____。

A N點的溶液表示氫氧化鈉被恰好完全反應

B PQ段（不含P點）溶液的pH＜7

C NP段表示產生氣體的過程，a的值為210.2

D 該固體樣品中氫氧化鈉的質量為8.0g。

Answer 1

【答案】A NaHCO3 NaCl 鹽酸 Na2CO3 Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O CaCl2或BaCl2 無色酚酞（或CuSO4溶液） 酚酞變紅（或產生藍色沉淀） Ca（OH）2或Ba（OH）2 過濾 BC

【解析】

Ⅰ、{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。

{得出結論}根據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質量分數＝×100%＝8.8%，標簽上的溶質質量分數是10%，不可能是碳酸氫鈉，故填NaHCO3.

{設計實驗并繼續探究}（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，不可能是氯化鈉溶液，故填NaCl；

（2）加入某種試劑，會產生大量的氣泡，說明是碳酸鈉與酸的反應，故不會是氫氧化鈉，應該是碳酸鈉，加入的試劑是酸，可以是鹽酸也可以是稀硫酸，故填：鹽酸，Na2CO3；碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。

Ⅱ、{猜想與假設}氫氧化鈉能夠和二氧化碳反應產生碳酸鈉和水而變質，故反應的化學方程式寫為：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。

{實驗與結論}根據實驗結論：該氫氧化鈉溶液已變質，說明其中含有碳酸鈉，所以要檢驗是否含有碳酸根即可，又因為第二步中需要檢驗是否含有氫氧根，而碳酸鈉也顯堿性，所以第一步加入的試劑不僅要驗證出有碳酸根離子，還需要除去碳酸根離子，所以加入試劑氯化鈣或氯化鋇溶液即可，因為氯化鈣和氯化鋇溶液均顯中性，與碳酸鈉反應生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氯化鈉也顯中性，所以加入氯化鈣或氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，說明有碳酸鈉存在，即已經變質，故填CaCl2或BaCl2；

將步驟a所得的液體靜置，取上層清液于另一支試管中，滴加酚酞試液或硫酸銅溶液，如果變紅或生成藍色沉淀，說明溶液顯堿性，即含有氫氧化鈉，說明部分變質，故填無色酚酞（或CuSO4溶液）；

觀察到的現象是酚酞變紅（或產生藍色沉淀），故填酚酞變紅（或產生藍色沉淀）。

{拓展與應用}除去碳酸鈉主要是除去其中的碳酸根離子，可以用鈣離子或鋇離子把碳酸根離子沉淀出來，又因為不能引入新的雜質，所以加入氫氧化鈣或氫氧化鋇即可，故填：Ca(OH)2或Ba(OH)2；

通過過濾將碳酸鈣沉淀過濾出來，得到的濾液就是氫氧化鈉溶液，故填過濾。

Ⅲ、氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，所以加入鹽酸后，錐形瓶中物質的總質量增大幅度大，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以錐形瓶中物質的總質量增大幅度小，所以MN段是氫氧化鈉和鹽酸、碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉的過程，NP段是碳酸氫鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳的過程。

與碳酸氫鈉反應的鹽酸質量為50g，設生成二氧化碳質量為x

36.5：44=(50g×7.3%)：x x＝4.4g

設原固體中碳酸鈉的質量為y

y× ×100%=4.4g××100% y＝10.6g

A 通過推導可知，N點的溶液表示氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，選項錯誤；

B 通過推導可知，PQ段（不含P點）溶液的pH＜7，選項正確；

C 反應后錐形瓶中物質的總質量是：a＝150g+64.6g﹣4.4g＝210.2g，選項正確；

D 氫氧化鈉的質量是：14.6g﹣10.6g＝4g，選項錯誤，故選BC。