Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室有兩瓶保管不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖1），左瓶殘缺的標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%”字樣，已知它是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一種；右瓶是敞口放置的30%的NaOH溶液。同學(xué)們很感興趣，決定對(duì)其成分進(jìn)行探究：

Ⅰ．甲同學(xué)對(duì)左瓶標(biāo)簽殘缺的溶液展開(kāi)研究：

（提出問(wèn)題）這瓶試劑可能是什么溶液呢？

（交流討論）根據(jù)受損標(biāo)簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是_____。（填字母）

A 酸 B 堿 C 鹽

（查閱資料）

①Na2CO3和NaHCO3溶液都呈堿性。

②測(cè)定室溫（20℃）時(shí)，四種物質(zhì)的溶解度的數(shù)據(jù)如下

物質(zhì)	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

（得出結(jié)論）根據(jù)試劑瓶標(biāo)注的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%和上表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是_____。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并繼續(xù)探究）

（1）用潔凈的玻璃棒蘸取該溶液滴在pH試紙上，測(cè)得pH＞7，這瓶試劑不可能是_____。

（2）為了檢驗(yàn)該溶液是NaOH溶液還是Na2CO3溶液，他又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
取樣于試管中，滴加足量的 _____	有氣泡產(chǎn)生	該溶液是_____ 相關(guān)的化學(xué)方程式_____

Ⅱ．乙同學(xué)對(duì)右瓶敞口放置的溶液展開(kāi)研究：

（1）乙同學(xué)根據(jù)氫氧化鈉固體及溶液在空氣中很容易發(fā)生變質(zhì)生成碳酸鈉，對(duì)其變質(zhì)情況進(jìn)行了如下探究。

（猜想與假設(shè)）該氫氧化鈉溶液已部分變質(zhì)。氫氧化鈉溶液變質(zhì)的反應(yīng)方程式是_____。

（實(shí)驗(yàn)與結(jié)論）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
a．取少量該溶液于一支試管中，加入足量_____	有白色沉淀產(chǎn)生	該氫氧化鈉溶液已變質(zhì)
b．將步驟a所得的液體靜置，取上層清液于另一支試管中，滴加_____ /td>	_____	該氫氧化鈉溶液已部分變質(zhì)

實(shí)驗(yàn)步驟a中加入的試劑必須足量的原因是：

（拓展探究）乙同學(xué)又嘗試通過(guò)實(shí)驗(yàn)除去該氫氧化鈉溶液中含有的碳酸鈉，方案如下：

向該溶液中加入適量的_____溶液，充分反應(yīng)后，經(jīng)_____操作，即可除去該氫氧化鈉溶液中含有的雜質(zhì)。

Ⅲ．丙同學(xué)查閱資料得知：碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)分兩步進(jìn)行：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑，他取14.6g變質(zhì)的氫氧化鈉固體樣品（不含水）于錐形瓶中，加入50.0g水，充分溶解，再向錐形瓶中滴加的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)測(cè)得加入稀鹽酸的質(zhì)量與錐形瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量關(guān)系如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是_____。

A N點(diǎn)的溶液表示氫氧化鈉被恰好完全反應(yīng)

B PQ段（不含P點(diǎn)）溶液的pH＜7

C NP段表示產(chǎn)生氣體的過(guò)程，a的值為210.2

D 該固體樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量為8.0g。

Answer 1

【答案】A NaHCO3 NaCl 鹽酸 Na2CO3 Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O CaCl2或BaCl2 無(wú)色酚酞（或CuSO4溶液） 酚酞變紅（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀） Ca（OH）2或Ba（OH）2 過(guò)濾 BC

【解析】

Ⅰ、{交流討論}受損標(biāo)簽中含有鈉元素，酸中不含有金屬元素，故不可能是酸，故填A。

{得出結(jié)論}根據(jù)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝8.8%，標(biāo)簽上的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10%，不可能是碳酸氫鈉，故填NaHCO3.

{設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并繼續(xù)探究}（1）溶液的pH大于7，說(shuō)明溶液呈堿性，而氯化鈉的溶液呈中性，不可能是氯化鈉溶液，故填NaCl；

（2）加入某種試劑，會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，說(shuō)明是碳酸鈉與酸的反應(yīng)，故不會(huì)是氫氧化鈉，應(yīng)該是碳酸鈉，加入的試劑是酸，可以是鹽酸也可以是稀硫酸，故填：鹽酸，Na2CO3；碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫(xiě)為：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。

Ⅱ、{猜想與假設(shè)}氫氧化鈉能夠和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈉和水而變質(zhì)，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫(xiě)為：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。

{實(shí)驗(yàn)與結(jié)論}根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：該氫氧化鈉溶液已變質(zhì)，說(shuō)明其中含有碳酸鈉，所以要檢驗(yàn)是否含有碳酸根即可，又因?yàn)榈诙�步中需要檢驗(yàn)是否含有氫氧根，而碳酸鈉也顯堿性，所以第一步加入的試劑不僅要驗(yàn)證出有碳酸根離子，還需要除去碳酸根離子，所以加入試劑氯化鈣或氯化鋇溶液即可，因?yàn)槁然�鈣和氯化鋇溶液均顯中性，與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氯化鈉也顯中性，所以加入氯化鈣或氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，說(shuō)明有碳酸鈉存在，即已經(jīng)變質(zhì)，故填CaCl2或BaCl2；

將步驟a所得的液體靜置，取上層清液于另一支試管中，滴加酚酞試液或硫酸銅溶液，如果變紅或生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液顯堿性，即含有氫氧化鈉，說(shuō)明部分變質(zhì)，故填無(wú)色酚酞（或CuSO4溶液）；

觀察到的現(xiàn)象是酚酞變紅（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），故填酚酞變紅（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀）。

{拓展與應(yīng)用}除去碳酸鈉主要是除去其中的碳酸根離子，可以用鈣離子或鋇離子把碳酸根離子沉淀出來(lái)，又因?yàn)椴荒芤�入新的雜質(zhì)，所以加入氫氧化鈣或氫氧化鋇即可，故填：Ca(OH)2或Ba(OH)2；

通過(guò)過(guò)濾將碳酸鈣沉淀過(guò)濾出來(lái)，得到的濾液就是氫氧化鈉溶液，故填過(guò)濾。

Ⅲ、氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉，所以加入鹽酸后，錐形瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量增大幅度大，碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以錐形瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量增大幅度小，所以MN段是氫氧化鈉和鹽酸、碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉的過(guò)程，NP段是碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳的過(guò)程。

與碳酸氫鈉反應(yīng)的鹽酸質(zhì)量為50g，設(shè)生成二氧化碳質(zhì)量為x

36.5：44=(50g×7.3%)：x x＝4.4g

設(shè)原固體中碳酸鈉的質(zhì)量為y

y× ×100%=4.4g××100% y＝10.6g

A 通過(guò)推導(dǎo)可知，N點(diǎn)的溶液表示氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉，選項(xiàng)錯(cuò)誤；

B 通過(guò)推導(dǎo)可知，PQ段（不含P點(diǎn)）溶液的pH＜7，選項(xiàng)正確；

C 反應(yīng)后錐形瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量是：a＝150g+64.6g﹣4.4g＝210.2g，選項(xiàng)正確；

D 氫氧化鈉的質(zhì)量是：14.6g﹣10.6g＝4g，選項(xiàng)錯(cuò)誤，故選BC。