Question

12．實驗室里有一瓶久置的無色溶液，因保管不當，其殘缺的標簽（如圖所示）．小兵和小蕓同學很感興趣，決定對其成分進行探究．
【提出問題】這瓶試劑可能是什么溶液呢？
實驗室老師提供的線索：
Ⅰ．這瓶溶液是實驗室常見的藥品：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一種．
Ⅱ．室溫（20℃）時，它們的溶解度數據如下：

物質	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/克	36	109	215	9.6

小蕓根據標注的溶質質量分數10%和上表中溶解度的數據判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃；
【實驗探究】（1）小兵用潔凈的玻璃棒蘸取試液于pH試紙上，測得pH＞7，則這瓶試劑不可能是NaCl．
（2）小兵為了進一步檢驗該溶液，他取少量溶液于試管中，滴加過量的稀鹽酸，觀察到產生大量的氣泡，于是他得出結論：這瓶溶液為碳酸鈉溶液．
（3）小蕓認為小結的結論可能存在問題，她又進行如下實驗．

實驗步驟	實驗現象	結論或化學方程式
步驟1：取少量溶液于試管中， 滴加過量的硝酸鋇溶液	產生沉淀	反應的化學方程式Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3
步驟2：靜置、取上層清液于另一試管， 滴加氯化鐵溶液	產生紅褐色沉淀	原溶液為部分變質的氫氧化鈉溶液

【反思】氫氧化鈉溶液變質的原因CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（方程式解釋）．

Answer 1

分析 查閱資料：Ⅱ．根據所給數據可以求出在20℃時各物質的飽和溶液的質量分數，可以做出判斷
設計實驗并繼續(xù)探究：（1）氯化鈉溶液呈中性，pH等于7
（2）根據碳酸鈉可以和鹽酸反應可以設計實驗來驗證碳酸鈉的存在；
（3）利用碳酸鈉、氫氧化鈉性質差異及所設計實驗中的現象，判斷所采取的鑒別所用試劑、現象及結論；
【反思】根據久置的氫氧化鈉變質的原因是與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水解答．

解答 解：【查閱資料】根據計算可以知道在20℃時飽和碳酸氫鈉的質量分數為：$\frac{9.6g}{100g+9.6g}$×100%=8.8%，而題目中標注的溶液的質量分數為10%，所以能夠排除碳酸氫鈉，故本題答案為：NaHCO₃；
【設計實驗并繼續(xù)探究】
（1）小兵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，故本題答案為：NaCl
（2）小兵為了檢驗該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，他又進行了如下實驗：根據碳酸鈉可以和鹽酸反應可以設計實驗來驗證碳酸鈉的存在，如果產生氣泡，則說明是碳酸鈉；
（3）根據碳酸鈉能與硝酸鋇反應白色碳酸鋇沉淀，而與氫氧化鈉不能反應而無明顯現象，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2NaNO₃；
靜置、取上層清液于另一試管，滴加氯化鐵溶液，氫氧化鈉與氯化鐵反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，原溶液為部分變質的氫氧化鈉溶液．
【反思】久置的氫氧化鈉變質的原因是與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：
【查閱資料】NaHCO₃
【設計實驗并繼續(xù)探究】（1）NaCl；
（2）產生大量的氣泡；
（3）

實驗步驟	實驗現象	結論或化學方程式
步驟1：取少量溶液于試管中， 滴加過量的硝酸鋇溶液	產生沉淀	反應的化學方程式 Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3
步驟2：靜置、取上層清液于另一試管， 滴加氯化鐵溶液	產生紅褐色沉淀	原溶液為部分變質的氫氧化鈉溶液

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．

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，體現運用化學知識分析問題、解決問題的能力．