Question

Ⅰ．探究：實驗室有一瓶保管不當的試劑（如圖），其殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%” 字樣。已知它是無色液體，是初中化學常用的試劑。小強和小華同學很感興趣，決定對其成分進行探究。

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          A．酸   B．堿    C．鹽
查閱資料：
①初中化學常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
②Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性。
③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：小華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小強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小強為了確定該溶液是哪種溶液，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	產生大量的氣泡	該溶液是             ，反應的化學方程式

拓展與應用：確定該溶液還可以選擇與小強不同的試劑，你選擇的試劑是             （要求類別不同），對應的現象是                                     。
反思與評價：小淇認為上述探究存在問題，她的理由是                         。
Ⅱ．計算：某固體物質由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量分數為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）與所得沉淀質量y（單位：g）有如右下圖所示的關系，
求該固體混合物中NaOH、MgSO₄的質量各為多少克?（寫出計算過程）

Answer 1

解析試題分析：Ⅰ、交流討論：由于酸的所有陽離子都是氫離子，故不可能含有鈉離子，所以該溶液不可能是酸，故選A。
得出結論：根據表格可知，20℃時NaHCO₃的溶解度是9.6g，根據飽和溶液的溶質質量分數=×100﹪，可知20℃時其飽和溶液的溶質質量分數=×100﹪=8.8%，小于10%，所以不可能是碳酸氫鈉。
①由于小強用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液滴在pH試紙上，測得pH＞7，而氯化鈉溶液呈中性，即pH等于7，所以不可能是氯化鈉。
②根據題意可知，可能的物質是NaOH或Na₂CO₃或二者皆有，再結合實驗現象“產生大量的氣泡”，可知滴加的溶液為酸（如稀鹽酸等），因為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，故有氣泡產生。
拓展與應用：根據碳酸鹽的檢驗方法分析，碳酸根離子可以和鈣離子或鋇離子等反應生成沉淀，故可以選擇鈣鹽等。
反思與評價：由于該實驗只能驗證出碳酸鈉，而該溶液也有可能是放置較長時間的NaOH溶液，變質而生成碳酸鈉。
Ⅱ、根據題意，向混合物中加入稀硫酸后，物質之間的反應有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓，Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O；由圖示的數據可知，開始加入硫酸至29.7ml時，沉淀沒有減少，這是因為硫酸在與氫氧化鈉反應；而A～B段才是硫酸與氫氧化鎂沉淀的反應，利用氫氧化鎂與硫酸反應的化學方程式，結合圖示中硫酸的量，列出比例式，就可計算出氫氧化鎂沉淀的質量；再利用MgSO₄和NaOH反應的化學方程式，列出比例式，可計算出固體物質中MgSO₄的質量；再用固體質量-該固體中MgSO₄的質量=NaOH的質量。
由圖示數據可知，與氫氧化鎂沉淀反應的硫酸溶液的體積為89.1ml-29.7ml=59.4ml，則H₂SO₄質量=59.4ml×1.1g/ml×15%≈9.8g.
設參與反應的氫氧化鎂沉淀的質量為x，
Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O
58      98
x       9.8g
58：98 =x：9.8g ，
解得：x=5.8g
設參與反應的MgSO₄的質量為y
MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓
120               58
y                 5.8g
120：58 =y：5.8g
解得：y=12g
則該固體中NaOH的質量=24g-12g=12g
答：該固體中MgSO₄的質量為12g，NaOH的質量為12g。
考點：缺失標簽的藥品成分的探究，證明碳酸鹽，溶質的質量分數、溶解性和溶解度的關系，溶液的酸堿性與pH值的關系，氧化物、酸、堿和鹽的概念，根據化學反應方程式的計算
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等。