Question

7．实验室有一瓶保存不当的试剂（如图所示），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样．已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂．小华等几位同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂溶质是什么？
【交流研讨】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是A（填字母序号）．
A．　酸　　　　B．碱　　　　C．盐
【查阅资料】
①初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
②Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈碱性．NaCl溶液呈中性．
③室温下（20℃）时，4种物质的溶解度的数据如下．

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9.6

【得出结论】小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是NaHCO₃．
【猜想与实验】①可能是Na₂CO₃溶液；　　　②可能是NaOH溶液；　　　③可能是NaCl溶液．
（1）小亮用洁净的玻璃棒蘸取该溶液，滴到干燥的pH试纸上，测得pH=11，他判断该溶液不可能是NaCl
（2）小强猜想是Na₂CO₃溶液．
【质疑】小华则不同意小强的观点，认为溶液中有Na₂CO₃还可能有NaOH．请你帮助他完成以下探究方案：

探究步骤	预计现象	结论
步骤一：取样品于试管中，向其中滴加足量的BaCl2溶液溶液并过滤	产生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3， 又含有NaOH
步骤二：向上述滤液中滴加酚酞试液	酚酞试液变红色

【反思】NaOH溶液会因接触空气而变质，写出该反应的化学方程式CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 【交流研讨】根据酸、碱、盐的组成特点及标签可见部分，猜测该溶液不可能属于哪类物质的溶液；
【得出结论】根据溶液中溶质溶解度与饱和溶液中溶质的质量分数的关系，由常温下各物质的溶解度及该溶液中溶质质量分数，判断溶液的可能性；
【猜想与实验】根据提示物质的可能性，对该溶液进行猜想；
【设计并实验】
（1）根据三种物质溶液的酸碱性及测定溶液的酸碱度的方法，对溶液的可能做出判断；
（2）利用碳酸钠、氢氧化钠性质差异及所设计实验中的现象，判断所采取的鉴别所用试剂、现象及结论；
【质疑】由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，因此先用氯化钙溶液或其它的可溶性钙盐、可溶性钡盐溶液除去碳酸钠，再用酚酞试液证明氢氧化钠的存在；
【反思】氢氧化钠溶液和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钠和水，写出反应的方程式；根据氢氧化钠的腐蚀性回答称量方法．

解答 解：【交流研讨】破损标签可见部分为钠元素，可判断该物质由金属元素与酸根组成，而酸类物质由氢元素与酸根所组成，可判断该物质不可能为酸；
【得出结论】根据常温下碳酸氢钠的溶液为9.6g，可判断常温下碳酸氢钠的饱和溶液的溶质质量分数=$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%＜10%，因此可判断该溶液不可能为碳酸氢钠溶液；
【猜想与实验】除碳酸氢钠外，该溶液可能为氯化钠、碳酸钠或氢氧化钠溶液；
【设计并实验】
（1）由于氢氧化钠、碳酸钠溶液都为碱性，溶液pH都大于7，但在用洁净的玻璃棒蘸取该溶液，滴到湿润的pH试纸上，测得pH=11，他判断该溶液不可能是NaCl；
（2）根据碳酸钠能与盐酸反应放出二氧化碳而氢氧化钠与盐酸反应无明显现象，因此，可推断鉴别两物质时所加入的试剂为稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O，观察有气泡可说明该物质为碳酸钠，把产生气体通入澄清石灰水，石灰水会变浑浊；
【质疑】由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，碳酸根离子与钙离子或钡离子能结合成沉淀，因此可先用氯化钙溶液或其它可溶性的钙盐或钡盐溶液（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡）除去碳酸钠，再滴入酚酞试液，酚酞试液变红，证明氢氧化钠的存在；
【反    思】氢氧化钠溶液和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钠和水，反应的方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；由于氢氧化钠具有强腐蚀性，故应该在小烧杯里称量，以防腐蚀纸和托盘天平的托盘．
答案：
【交流研讨】A；
【得出结论】NaHCO₃；
【猜想与实验】①Na₂CO₃；
（1）NaCl；
（2）
步骤一：稀盐酸；
步骤二：足量的澄清的石灰水中石灰水变浑浊Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【质疑】
步骤一：BaCl₂溶液；
步骤二：红；
【反思】CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．

点评 本题综合利用了物质的组成、物质的溶解性、溶液的酸碱性及物质的变化规律对未知物质进行鉴别，注意要证明氢氧化钠的存在，须先加入中性盐溶液将碳酸钠转化成沉淀除去，能够体现学生运用化学知识分析问题、解决问题的能力．