Question

3．同學們在初中化學實驗室中，發(fā)現(xiàn)一瓶如圖所示久置的瓶口有白色固體、瓶塞丟失的無色溶液．已知原溶液可能是NaCl、NaOH或Na₂CO₃三種溶液中的一種，為確定溶液成分，同學們進行了如下探究：
（1）探究成分
①小張同學取待測液測得pH=10，他得出的溶液中一定不含有一定不是NaCl溶液．他取少量待測液于試管中，加入過量的稀HCl，看到有氣泡產(chǎn)生，由此小張同學認為，溶液為Na₂CO₃溶液．
②小李同學對小張同學的結論提出疑問，擬進行了以下實驗：取少量待測液于試管中，加入過量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，該反應方程式為BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl，過濾，取濾液，（寫出還需進行的操作及現(xiàn)象）滴加無色酚酞溶液溶液變紅色．通過實驗，小李認為小張結論不正確．
③同學們通過討論認為試劑瓶原標簽應該是氫氧化鈉，但因吸收空氣中CO₂的而變質．
（2）測定碳酸鈉的濃度
取該試劑瓶中溶液50g倒入燒杯中，再向燒杯中逐滴滴加鹽酸使其充分反應至無氣泡產(chǎn)生（假設生成的二氧化碳全部逸出）．測得加入鹽酸的質量與燒杯中的物質的質量關系如下表所示．

累計加入鹽酸的質量/g	0	25	37.5	50
燒杯中物質的總質量/g	50	75	85.3	97.8

請你計算：
①這一測定過程中產(chǎn)生二氧化碳質量為2.2g．
②這一瓶試劑中碳酸鈉的質量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯化鈉溶液呈中性，pH等于7；碳酸鈉和鹽酸反應產(chǎn)生二氧化碳；碳酸鈉和氯化鋇反應產(chǎn)生碳酸鋇沉淀和氯化鈉；氫氧化鈉溶液顯堿性等進行分析；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)的變化分析反應結合質量守恒定律計算二氧化碳的質量、根據(jù)化學方程式計算碳酸鈉的質量及質量分數(shù)．

解答 解：（1）①小張同學取待測液測得pH=10，而氯化鈉溶液呈中性，pH等于7，故該溶液一定不是NaCl溶液（可能是NaOH，Na₂CO₃或NaOH和Na₂CO₃的混合溶液）；
滴加稀鹽酸，結論是碳酸鈉，碳酸鈉和鹽酸反應產(chǎn)生二氧化碳氣體，故會觀察到產(chǎn)生氣泡；
②取少量待測液于試管中，加入過量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，是碳酸鈉和氯化鋇反應產(chǎn)生碳酸鋇沉淀和氯化鈉，反應的方程式為：Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl；為驗證溶液可能是氫氧化鈉變質產(chǎn)生的碳酸鈉，滴加過量的氯化鋇后向上層清液中滴加無色酚酞溶液，溶液變紅色或滴加硫酸銅溶液，產(chǎn)生藍色沉淀（合理即可），故小張的結論不正確；
③氫氧化鈉會吸收二氧化碳而變質成碳酸鈉；
（2）①加入鹽酸的質量在0-25g時，反應前質量=50g+25g=75g，反應后質量仍然是75g，反應前后物質質量不變，說明是氫氧化鈉和稀鹽酸反應；
反應產(chǎn)生二氧化碳的質量為：50g+50g-97.8g=2.2g；
②設碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                       2.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
   x=5.3g
因此碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{5.3g}{50g}$×100%=10.6%．
故答案為：（1）①一定不是NaCl溶液（可能是NaOH，Na₂CO₃或NaOH和Na₂CO₃的混合溶液）； 有氣泡產(chǎn)生；
②反應方程式為BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl，滴加無色酚酞溶液，溶液變紅色或滴加硫酸銅溶液，產(chǎn)生藍色沉淀（合理即可）；③CO₂；
（2）①2.2；
②10.6%．

點評 本題考查了常見物質的檢驗，熟練掌握碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉的化學性質，能根據(jù)所給的實驗或者自己設計實驗來驗證它們，并熟練的寫出相應的化學方程式并進行相關計算是解題的關鍵．