Question

13．實驗室有一瓶保管不當的試劑（如圖1），其殘缺的標簽中只剩下“Na”和“10%”字樣．已知它是無色液體，是初中化學常用的試劑．小強和小華同學很感興趣，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？
【交流討論】根據受損標簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是A；
【得出結論】；
【作出猜想】；
【設計并實驗】
（1）；
（2），；
【實驗反思】
（3）CaCl₂和HCl；
（4）h-k；
（5）53，106．
 A、酸　B、堿　C、鹽
【查閱資料】
Ⅰ．初中化學常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
Ⅱ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性
Ⅲ．測定室溫（20℃）時，四種物質的溶解度的數據如下：

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

【得出結論】小華根據試劑瓶標注的溶質質量分數10%和上表中的溶解度的數據判斷，這瓶試劑不可能是NaHCO₃．
【作出猜想①可能是NaOH溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl．
【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，這瓶試劑不可能是NaCl（寫化學式）
（2）小強為了檢驗給該溶液是NaOH溶液還是Na₂CO₃溶液，他又進行了如下實驗：

操作步驟	實驗現象	結論及化學方程式
取樣于試管中，滴加氫氧化鈣溶液	白色渾濁	猜想②正確 相關的化學方程式為Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH

【實驗反思】
小華同學用上述溶液對實驗室制取CO₂氣體的廢液進行后續探究，他向100克的廢液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液．實驗過程中加入Na₂CO₃溶液質量與產生沉淀或氣體的質量關系如圖2所示，加入Na₂CO₃溶液的質量與溶液的PH變化關系如圖2所示
（3）小華同學所取廢液中的溶質含CaCl₂和HCl
（4）圖2中b→c段反應過程中溶液的PH變化情況可用圖3中h-k段表示
（5）圖2中b和x的值分別為53克和106克．

Answer 1

分析 【交流討論】根據物質的性質進行分析，含有金屬元素的物質不可能是酸；
【得出結論】根據物質的溶解度可以計算出所形成的溶液的溶質質量分數解答；【作出猜想】根據題中信息解答；
【設計并實驗】堿性溶液的pH大于7，碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，據此分析解答即可．
【實驗反思】根據加入的碳酸鈉先與鹽酸反應，把鹽酸消耗完了，才開始與氯化鈣反應，開始生成沉淀，最后到達最高點說明已經反應完了進行解答．

解答 解：
【交流討論】受損標簽中含有鈉元素，酸中不含有金屬元素，故不可能是酸，故填：A；
【得出結論】根據20℃時各物質的溶解度，可以計算出其飽和溶液的溶質質量分數，
NaCl：$\frac{36g}{136g}$×100%≈24.5%；
NaOH$\frac{109g}{209g}$×100%≈52.2%；
Na₂CO_3：$\frac{215g}{315g}$×100%≈68.3%；
NaHCO_3：$\frac{9.6g}{109.6g}$×100%≈8.8%；
標簽上的溶質質量分數是10%，故不可能是碳酸氫鈉，故填：NaHCO₃；
【作出猜想】該物質可能是氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或氯化鈉溶液，故填：NaOH；
【設計并實驗】
（1）溶液的pH大于7，說明溶液呈堿性，而氯化鈉的溶液呈中性，故不可能是氯化鈉溶液，故填：NaCl；
（2）若猜想②正確，則碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀，故填：有白色沉淀生成，Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【實驗反思】
（3）由圖2可知，加入的碳酸鈉先與鹽酸反應，把鹽酸消耗完，才開始與氯化鈣反應，開始生成沉淀，故小華同學所取廢液中的溶質含CaCl₂和HCl；
（4）圖1中中b→c段反應過程中是碳酸鈉溶液和氯化鈣反應，生成沉淀，溶液中性，所以圖1中b→c0段反應過程中溶液的pH變化情況可用圖2中h-k段曲線表示；
（5）根據題意可知碳酸鈉先與鹽酸反應，再與氯化鈣反應，由圖示可知碳酸鈉與鹽酸反應生成氣體2.2g，碳酸鈉與氯化鈣反應，生成沉淀5.0g．
設生成2.2g氣體所需的Na₂CO₃的質量為y，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
 106             44
  y              2.2g
$\frac{106}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$
解得，y=5.3g；
Na₂CO₃溶液的質量$\frac{5.3g}{10%}$=53g，所以圖1中b點的值為53；
生成沉淀5.0g所需Na₂CO₃的質量為z．則
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106          100
z             5g
$\frac{106}{z}$=$\frac{100}{5g}$
z=5.3g
Na₂CO₃溶液的質量$\frac{5.3g}{10%}$=53g，
x的值為53g+53g=106g
故答案為：
【交流討論】A；
【得出結論】NaHCO₃；
【作出猜想】NaOH；
【設計并實驗】
（1）NaCl；
 （2）白色渾濁，Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
【實驗反思】
（3）CaCl₂和HCl；      
（4）h-k；
（5）53，106．

點評 本題考查了破損標簽試劑的確定，完成此題，可以依據破損標簽的部分已經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．