Question

11．實驗室有一瓶保存不當?shù)脑噭�（如下圖所示），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．小華等幾位同學很感興趣，決定對其成分進行探究．
【提出問題】這瓶試劑溶質(zhì)是什么？
【交流研討】根據(jù)受損標簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A（填字母序號）
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、NaHCO₃溶液都呈堿性．NaCl溶液呈中性．
③室溫下（20℃）時，4種物質(zhì)的溶解度的數(shù)據(jù)如下．

物質(zhì)	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9.6

【得出結論】小華根據(jù)試劑瓶上標注和上表溶解度數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．
【猜想與實驗】①可能是Na₂CO₃溶液；   ②可能是NaOH溶液；
③可能是NaCl溶液．
（1）小亮用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液，滴到干燥的pH試紙上，測得pH=11，他判斷該溶液不可能是NaCl
（2）小強為了確定該溶液的成分，進行了如下實驗．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結論
步驟一：取樣品于試管中，滴加足量稀鹽酸	產(chǎn)生大量的氣泡	猜想①正確．
步驟二：把產(chǎn)生的氣體，通入 澄清的石灰水	石灰水變渾濁

【質(zhì)疑】小華則不同意小強的觀點，認為溶液中有Na₂CO₃還可能有NaOH．請你幫助他完成以下探究方案：

探究步驟	預計現(xiàn)象	結論
步驟一：取樣品于試管中，向其中滴加足量的氯化鈣溶液并過濾	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步驟二：向上述濾液中滴加酚酞試液	酚酞試液變紅色

Answer 1

分析 【交流研討】根據(jù)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(zhì)的溶液；
【得出結論】根據(jù)溶液中溶質(zhì)溶解度與飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的關系，由常溫下各物質(zhì)的溶解度及該溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，判斷溶液的可能性；
【猜想與實驗】根據(jù)提示物質(zhì)的可能性，對該溶液進行猜想；
【設計并實驗】（1）根據(jù)三種物質(zhì)溶液的酸堿性，對溶液的可能做出判斷；
（2）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質(zhì)差異及所設計實驗中的現(xiàn)象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現(xiàn)象及結論；
【質(zhì)疑】由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此想證明氫氧化鈉的存在，首先得先把碳酸鈉除去，因此先用氯化鈣溶液或其它的可溶性鈣鹽、可溶性鋇鹽溶液除去碳酸鈉，再用酚酞試液證明氫氧化鈉的存在；
【反思】氫氧化鈉溶液和空氣中的二氧化碳反應產(chǎn)生碳酸鈉和水，寫出反應的方程式；根據(jù)氫氧化鈉的腐蝕性回答稱量方法

解答 解：【交流研討】破損標簽可見部分為鈉元素，可判斷該物質(zhì)由金屬元素與酸根組成，而酸類物質(zhì)由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質(zhì)不可能為酸；故填：A．
【得出結論】根據(jù)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(zhì)質(zhì)量分數(shù)=$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%＜10%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；故填：NaHCO₃．
【猜想與實驗】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，故填：Na₂CO₃； 
（1）由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，溶液pH都大于7，而氯化鈉呈中性，pH等于7，故不可能是氯化鈉，故填：NaCl；
（2）根據(jù)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(xiàn)象，因此，可推斷鑒別兩物質(zhì)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+CO₂↑+H₂O，觀察有氣泡可說明該物質(zhì)為碳酸鈉，把產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水，石灰水會變渾濁；
故填：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結論
步驟一：取樣品于試管中，滴加足量 稀鹽酸	產(chǎn)生大量的氣泡	猜想①正確．
步驟二：把產(chǎn)生的氣體，通入 澄清的石灰水	石灰水變渾濁

【質(zhì)    疑】由于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都呈堿性，因此想證明氫氧化鈉的存在，首先得先把碳酸鈉除去，碳酸根離子與鈣離子或鋇離子能結合成沉淀，因此可先用氯化鈣溶液或其它可溶性的鈣鹽或鋇鹽溶液（氯化鋇、硝酸鈣、硝酸鋇）除去碳酸鈉，再滴入酚酞試液，酚酞試液變紅，證明氫氧化鈉的存在；故填：

探究步驟	預計現(xiàn)象	結論
步驟一：取樣品于試管中，向其中滴加足量的 氯化鈣溶液并過濾	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步驟二：向上述濾液中滴加酚酞試液	酚酞試液變 紅色

點評 本題綜合利用了物質(zhì)的組成、物質(zhì)的溶解性、溶液的酸堿性及物質(zhì)的變化規(guī)律對未知物質(zhì)進行鑒別，注意要證明氫氧化鈉的存在，須先加入中性鹽溶液將碳酸鈉轉化成沉淀除去，能夠體現(xiàn)學生運用化學知識分析問題、解決問題的能力．