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(zhì)的溶液呢？
【交流討論】根據(jù)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(zhì)的溶解度數(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】小華根據(jù)試劑瓶標簽上標注的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%和上表中的溶解度數(shù)據(jù)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(jié)論
取樣品于試管中，滴加稀鹽酸	產(chǎn)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(zhì)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(jié)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(chǎn)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(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(zhì)的溶液；
【查閱資料】根據(jù)溶液中溶質(zhì)溶解度與飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的關系，由常溫下各物質(zhì)的溶解度及該溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，判斷溶液的可能性；
【作出猜想】根據(jù)提示物質(zhì)的可能性，對該溶液進行猜想；
【設計并實驗】（1）根據(jù)三種物質(zhì)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(zhì)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(jié)論；
【拓展與應用】根據(jù)碳酸鈉、氫氧化鈉的性質(zhì)差異，另選一種試劑完成兩種物質(zhì)的鑒別．
【質(zhì)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(zhì)由金屬元素與根組成，而酸類物質(zhì)由氫元素與酸根所組成，可判斷該物質(zhì)不可能為酸；
【查閱資料】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(zhì)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(jù)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(zhì)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(zhì)為碳酸鈉，把產(chǎn)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(zhì)，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(zhì)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(jié)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(jié)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(jié)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(zhì) 疑】CaCl₂（或BaCl₂等）； 紅．

點評 本題綜合利用了物質(zhì)的組成、物質(zhì)的溶解性、溶液的酸堿性及物質(zhì)的變化規(guī)律對未知物質(zhì)進行鑒別，體現(xiàn)運用化學知識分析問題、解決問題的能力．