Question

（11分）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】
Ⅰ．初中化學常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ． Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性。
Ⅲ．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     。
【作出猜想】①可能是    溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl。
【設計并實驗】
（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， 滴加氫氧化鈣溶液		猜想②正確 相關的化學方程式

【實驗反思】
小華同學用上述溶液對實驗室制取CO₂氣體的廢液進行后續探究，他向100克的廢液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液。實驗過程中加入Na₂CO₃溶液質量與產生沉淀或氣體的質量關系如圖1所示；加入Na₂CO₃溶液的質量與溶液的PH變化關系如圖2所示

（3）小華同學所取廢液中的溶質含            
（4）圖1中b→c段反應過程中溶液的PH變化情況可用圖2中   段表示
（5）圖1中b和x的值分別為  克和 克

Answer 1

【交流討論】A
【得出結論】NaHCO₃
【作出猜想】NaOH
【設計并實驗】（1）NaCl （2）白色渾濁
Ca(OH)₂+ Na₂CO₃ =CaCO₃↓+2NaOH
【實驗反思】（3）CaCl₂和HCl     （4） h—k （5）53   106

解析試題分析：【交流討論】試劑標簽以Na開頭，不可能是酸。因為酸的化學式應以H開頭。堿和鹽都可以金屬開頭，二者均有可能。
【得出結論】NaHCO₃的溶解度為9．6 g，其飽和溶液的溶質質量分數為×100%≈9%<10%。所以該物質不可能為碳酸氫鈉。
【作出猜想】①根據題意可知溶液可能是NaOH溶液；
【設計并實驗】
（1）氯化鈉溶液呈中性，不符合pH>7的要求。
（2）Na₂CO₃可與氫氧化鈣反應生成白色的碳酸鈣沉淀，所以現象為：白色渾濁。反應的化學方程式為：Ca(OH)₂+ Na₂CO₃ =CaCO₃↓+2NaOH
（3）根據圖2可知：溶液開始時為酸性，則廢液中含酸性物質；所以圖1中的0→a段應為生成氣體的質量。此廢液是實驗室制取CO₂氣體的廢液，所以酸性物質為鹽酸。b→c則為產生沉淀的質量，即為廢液中的氯化鈣和加入的碳酸鈉反應生成的碳酸鈣沉淀。所以小華同學所取廢液中的溶質含鹽酸和氯化鈣。
（4）b→c則為產生沉淀的質量，即為廢液中的氯化鈣和加入的碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和水，此過程中PH不發生變化。所以可用圖2中h→k段表示。
（5）根據題意可知：b為與鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量。已知量為生成二氧化碳的質量2．2 g；未知量為與鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量。可根據反應中二者的質量關系求解。具體過程為：
解：設與鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量為y；
2HCl+ Na₂CO₃ = 2NaCl+H₂O+CO₂↑
106              44
10%y            2．2 g
106：44=10%y：2．2 g
y=53g
x為與氯化鈣完全反應時加入的碳酸鈉的總質量，即與鹽酸反應的碳酸鈉的質量以及與氯化鈣反應的碳酸鈉的質量的和。已知量為生成沉淀碳酸鈣的質量5g；未知量為與氯化鈣反應的碳酸鈉的質量。可根據反應中二者的質量關系求解。具體過程為：
解：設與氯化鈣反應的碳酸鈉的質量為z；
CaCl₂+ Na₂CO₃ =CaCO₃↓+2NaCl
106     100
10%z    5 g
106：100=10%z：5 g
z=53g
所以x=53g+53g=106g
考點：科學探究、根據化學式的計算