Question

實驗室里有一瓶常用的無色液體試劑，因保管不當造成標簽破損（如圖所示），其殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．
小強和小華同學對此很興趣，決定對其成分進行探究．
【提出問題】該瓶試劑到底是什么物質的溶液呢？
【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．初中化學中常見的含鈉化合物有：NaCl，NaOH，Na₂CO₃，NaHCO₃．
II．Na₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈堿性．
Ⅲ．測定室溫（20C）時，四種物質的溶解度數據如下：

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

【得出結論】小華根據試劑瓶標簽上標注的溶質質量分數為10%和上表中的溶解度數據判斷，這瓶試劑不可能是______溶液．
【作出猜想】①可能是NaCl溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是______溶液；
【設計方案并實驗】
（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，則這瓶試劑 不可能是______溶液．
（2）小強為了判斷該溶液是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
取樣于品試管中，滴加______	產生大量的氣泡	相應的化學方程式： ______
把產生的氣體通入澄清石灰水中	______	猜想②正確

【拓展與應用】請你選擇與小強不同的試劑來鑒別NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你選擇______溶液．
[綜合計算】運用侯氏制堿法制取的純堿中可能含有少量的氯化鈉．現取含有氯化鈉雜質的純堿樣品25g放入燒杯中，向燒杯中加入167g水使樣品全部溶解，再向燒杯中加入100g氯化鈣溶液，恰好完全反應，然后過濾，稱得濾液的質量為272g．試計算：純堿樣品中氯化鈉的質量分數？

Answer 1

【答案】分析：【交流討論】根據酸、堿、鹽的組成特點及標簽可見部分，猜測該溶液不可能屬于哪類物質的溶液；
【查閱資料】根據溶液中溶質溶解度與飽和溶液中溶質的質量分數的關系，由常溫下各物質的溶解度及該溶液中溶質質量分數，判斷溶液的可能性；
【作出猜想】根據提示物質的可能性，對該溶液進行猜想；
【設計并實驗】（1）根據三種物質溶液的酸堿性及所測定溶液的酸堿度，對溶液的可能做出判斷；
（2）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質差異及所設計實驗中的現象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現象及結論；
【拓展與應用】根據碳酸鈉、氫氧化鈉的性質差異，另選一種試劑完成兩種物質的鑒別．
【綜合計算】根據反應前后的質量差求出生成碳酸鈣的質量，根據化學方程式可求得參加反應的碳酸鈉的質量，進而求出樣品中氯化鈉的質量分數．
解答：解：【交流討論】破損標簽可見部分為鈉元素，可判斷該物質由金屬元素與根組成，而酸類物質由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質不可能為酸；
【查閱資料】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%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；而其它物質進行類似的計算都可以得到10%的溶液；
【作出猜想】除碳酸氫鈉外，該溶液可能為氯化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉溶液；
【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，而氯化鈉溶液呈中性，pH等于7所以不可能是氯化鈉；
（2）①根據碳酸鈉能與鹽酸反應放出二氧化碳而氫氧化鈉與鹽酸反應無明顯現象，因此，可推斷鑒別兩物質時所加入的試劑為稀鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳反應的方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，②觀察有氣泡可說明該物質為碳酸鈉，把產生氣體通入澄清石灰水，石灰水會變渾濁，則可進一步確定該物質，反應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【拓展與應用】利用氫氧化鈣能與碳酸鈉反應生成白色碳酸鈣沉淀，而與氫氧化鈉不能反應而無明顯現象，可使用氫氧化鈣溶液鑒別NaOH溶液和Na₂CO₃溶液；
【綜合計算】解：設25g純堿樣品中Na₂CO₃的質量為X，則生成的碳酸鈣質量為：25g+167g+100g-272g=20g       
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl 
106           100
X             20g
106/X=100/20g     X=21.2g       
純堿樣品中NaCl的質量分數=×100%=15.2% 
答：純堿樣品中氯化鈉的質量分數為15.2%．
故答案為：【交流討論】A
【得出結論】NaHCO₃
【作出猜想】NaOH
【設計方案并實驗】（1）NaCl

操作步驟	實驗現象	結論及化學方程式
稀鹽酸		Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
	白色沉淀

（2）【拓展與應用】可溶性的鈣鹽或可溶性的鋇鹽．    
【綜合計算】解：設25g純堿樣品中Na₂CO₃的質量為X，則生成的碳酸鈣質量為：25g+167g+100g-272g=20g       
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl 
106           100
X             20g
106/X=100/20g     X=21.2g       
純堿樣品中NaCl的質量分數=×100%=15.2% 
答：純堿樣品中氯化鈉的質量分數為15.2%．
點評：本題綜合利用了物質的組成、物質的溶解性、溶液的酸堿性及物質的變化規律對未知物質進行鑒別，體現運用化學知識分析問題、解決問題的能力．