Question

某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀（如图所示）的溶液，他们对此产生了兴趣．
[提出问题]这瓶溶液究竟是什么？
经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种．为了确定该药品，他们首先进行了理论分析：
（1）小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是______．
（2）小英提出，碳酸氢钠、硝酸钠也不可能，你认为她的依据是______．
[设计实验]为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验．

实验操作	实验现象
（1）取少量样品于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液	出现白色沉淀
（2）静置一段时间后，倾去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸	白色沉淀全部溶解，产生大量气泡

[实验结论]
（3）该瓶无色溶液是______．生成白色沉淀过程的化学方程式是______．
[实验反思]
（4）小强认为上述设计实验还可简化，仍能达到目的．小强的实验操作是______．
（5）经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性，其余三种盐的溶液呈中性，请你再设计一种实验方法，确定该溶液究竟是哪种盐．简述实验操作和现象．
（6）[综合计算]现取含有氯化钠杂质的纯碱样品25g放入烧杯中，向其中加入50g稀盐酸，二者恰好完全反应．反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为66.2g（不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计）．试计算纯碱样品中杂质氯化钠的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：根据题干提供的信息进行分析，残缺的标签中钠元素的右下角有数字2，且含有氧元素，故不可能是氯化钠、碳酸氢钠和硝酸钠，可以据此完成（1）（2）两小题；
（3）硫酸钠溶液和碳酸钠溶液都能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，但是碳酸钡沉淀能和盐酸反应产生气体，而硫酸钡不能溶于稀盐酸，可以据此完成解答；
（4）比较碳酸钠和硫酸钠的性质可以知道碳酸钠能与盐酸反应产生气体，而硫酸钠不与盐酸反应，故可以据此解答该题；
（5）碳酸钠的水溶液呈碱性，而硫酸钠的水溶液呈中性，可以使用测定溶液pH的方法或加入指示剂的方法来确定物质的成分，可以据此设计实验来进行判断；
（6）由质量守恒定律可以计算出生成的二氧化碳的质量，然后根据反应的化学方程式可以计算出纯碱样品中碳酸钠的质量，进而计算出样品中氯化钠的质量，最后计算出氯化钠的质量分数即可．
解答：解：（1）氯化钠中不含有氧元素，故不可能是氯化钠；
（2）根据碳酸氢钠（NaHCO₃）、硝酸钠（NaNO₃）的化学式可以知道中钠元素的右下角没有数字2，故不可能是碳酸氢钠和硝酸钠；
（3）根据实验的现象，加入氯化钡产生了沉淀，产生的沉淀能与盐酸反应产生气体且全部溶解，故该物质是碳酸钠，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，其反应的化学方程式为：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl；
（4）碳酸钠能与盐酸反应产生气体，而硫酸钠不与盐酸反应，故可以使用盐酸与样品混合，观察有无气体产生来确定物质的成分；碳酸钠的水溶液呈碱性，而硫酸钠的水溶液呈中性，可以使用测定溶液pH的方法或加入指示剂酚酞的方法来确定物质的成分，可设计实验如下：在玻璃片上放一小片pH试纸，将样品液滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得溶液pH大于7．（或取少量无色溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞，观察到溶液变红等．
（6）根据质量守恒定律可以知道生成CO₂的质量为：25g+50g-66.2g═8.8g；
设纯碱样品Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                 44
x                  8.8g
=
解得：x═21.2g 
纯碱样品中杂质氯化钠的质量分数为：×100%=15.2%
答：纯碱样品中杂质氯化钠的质量分数为15.2%．
故答案为：（1）NaCl；
（2）这二者的化学式中Na元素的右下角不会有2；
（3）Na₂CO₃；BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl；
（4）取少量无色溶液样品于试管中，慢慢滴加稀盐酸；
（5）在玻璃片上放一小片pH 试纸，将样品液滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得溶液pH 大于7．（或取少量无色溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞，观察到溶液变红等；
（6）15.2%．
点评：对于失去标签的药品成分的探究，要结合所给出问题情景和常见物质的检验、鉴别方法，根据所学的相关知识，认真地进行思考、推断、鉴别出药品的真实身份．