Question

3．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（填序號）
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（20⁰C）時，四種物質的溶解度數(shù)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(shù)為10%和上表中的溶解度數(shù)據判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃溶液．
【作出猜想】①可能是NaCl溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaOH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=11，則這瓶試劑不可能是NaCl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(xiàn)象	結論
取樣品于試管中，滴加稀鹽酸	產生大量的氣泡	猜想2成立
將氣體通入澄清石灰水	石灰水變渾濁

【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，你選擇可溶性的鈣鹽或可溶性的鋇鹽溶液
【質疑】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CaCl2或BaCl2等溶液并過濾	產生白色沉淀	溶液中既有Na2CO3，又有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(shù)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(shù)，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(xiàn)象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現(xiàn)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．
【質疑】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．

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(shù)=$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×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(xiàn)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(xiàn)象，可使用氫氧化鈣溶液鑒別NaOH溶液和Na₂CO₃溶液；
【質疑】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(xiàn)象	結論
稀鹽酸
	石灰水變渾濁

（2）【拓展與應用】可溶性的鈣鹽或可溶性的鋇鹽．
【質 疑】CaCl₂（或BaCl₂等）； 紅．

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(guī)律對未知物質進行鑒別，體現(xiàn)運用化學知識分析問題、解決問題的能力．