Question

15．實驗室里有一瓶保管不當、標簽殘缺的試劑瓶，標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣（如圖1所示），某興趣小組對其組成進行如下探究．
【提出問題】這瓶試劑可能是什么溶液呢？
【交流討論】根據(jù)受損標簽的情況判斷，該瓶試劑不可能是A．
A．酸        B．堿       C．鹽
【查閱資料】
Ⅰ．CaCl₂溶液和BaCl₂溶液都呈中性．
Ⅱ．初中化學中常見含鈉的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃，其中一種物質的類別有別于其它三種物質，該物質是氫氧化鈉或NaOH．
Ⅲ．室溫（20℃）時，四種物質的溶解度數(shù)據(jù)如下：

物質	NaHCO3	NaCl	NaOH	Na2CO3
溶解度g/100g水	9.6	36	109	215

【資料分析】依據(jù)上述資料分析該瓶試劑也不可能是碳酸氫鈉或NaHCO₃．
【實驗探究】
實驗1：實驗測得該溶液的pH＞7，則這瓶試劑也不可能是氯化鈉或NaCl．
實驗2：為了檢驗該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，又進行了如下實驗：
取少量溶液于試管中，滴加足量的鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，得出結論，該溶液是Na₂CO₃溶液．寫出上述反應的化學方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
實驗3：有同學對實驗2結論提出質疑，認為該溶液可能是部分變質的氫氧化鈉溶液，請你設計實驗來驗證．寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結論．
【計算】取試劑瓶中的溶液50g，逐滴加入一定溶質質量分數(shù)的BaCl₂溶液．實驗過程中，生成沉淀質量與加入BaCl₂溶液的質量關系如圖2所示，試計算溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 【交流討論】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的溶液；
【查閱資料】根據(jù)物質的分類進行解答；
【資料分析】根據(jù)所給數(shù)據(jù)可以求出在20℃時各物質的飽和溶液的質量分數(shù)，可以做出判斷；
【實驗探究】實驗1：根據(jù)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；
實驗2：根據(jù)鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳以及氫氧化鈉溶液變質容易生成碳酸鈉進行解答；
【計算】由圖象可知：曲線的轉折點即碳酸鈉溶液和氯化鋇溶液恰好完全反應，此時生成沉淀的質量是19.7g，然后根據(jù)反應方程式，用恰好反應時生成碳酸鋇的質量計算出碳酸鈉的質量及質量分數(shù)．

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；故填：A；
【查閱資料】Ⅱ、氫氧化鈉屬于堿，而氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉屬于鹽；故填：氫氧化鈉或NaOH；
【資料分析】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)=$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%＜10%，因此可判斷該溶液不可能為碳酸氫鈉溶液；故填：碳酸氫鈉 或NaHCO₃；
實驗1：由于氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都為堿性，pH＞7，而氯化鈉為中性，pH=7，因此不可能是氯化鈉溶液；故填：氯化鈉或NaCl；
實驗2：鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以取少量溶液于試管中，滴加足量的鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，得出結論，該溶液是Na₂CO₃溶液．上述反應的化學方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
【計算】解：設溶液中碳酸鈉的質量為X
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl
106           197
x            19.7g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{19.7g}$
x=10.6g
溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)$\frac{10.6g}{50g}$×100%=21.2%．
答：溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)為21.2%．

點評 本題考查了破損標簽試劑的確定，完成此題，可以依據(jù)破損標簽的部分已經(jīng)有關物質的性質進行，要求同學們熟練掌握有關物質的性質，以便靈活應用，充分體現(xiàn)了運用化學知識分析問題、解決問題的能力．