Question

20．科學興趣小組的同學在實驗室發現一瓶保管不當，盛有無色溶液的試劑瓶，且標簽破損（如圖），其殘缺的標簽中只剩下“Na”字樣．老師告訴他們，這瓶溶液中的溶質可能是氫氧化鈉、氯化鈉或碳酸鈉．同學們很感興趣，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（填字母代號）．
A．酸        B．堿        C．鹽
【查閱資料】堿性的Na₂CO₃溶液與中性的CaCl₂溶液能發生復分解反應．
【作出猜想】（1）可能是NaOH溶液；（2）可能是Na₂CO₃溶液；（3）可能是NaCl溶液．
【設計并實驗】
由此，同學們得出結論：該溶液是碳酸鈉溶液．

實驗	實驗操作	主要實驗現象	實驗結論和解釋
1	取樣于試管中，向其中滴加2滴無色酚酞試液．	無色溶液變紅色	該溶液不可能是NaCl溶液 理由是NaCl溶液呈中性，不能使酚酞變色
2	取樣于另一支試管中，向其中滴加足量稀鹽酸．	產生大量的氣泡	該溶液中溶質為碳酸鈉

老師指出該結論不嚴密．理由是：氫氧化鈉溶液在空氣中敞開放置，發生變質，能產生與實驗1和2相同現象．請寫出氫氧化鈉溶液在空氣中變質的化學反應方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．老師提示，不需另取樣，只要在實驗1后的試管中加入足量CaCl₂溶液，若觀察到產生白色沉淀，且溶液紅色不褪去現象，即可說明該溶液中有氫氧化鈉，若用Ca（OH）₂代替CaCl₂是否可行，若不可行，請分析其中原因不可行，若用Ca（OH）₂代替CaCl₂會帶入OH^-，不能確定原來是否有NaOH．

Answer 1

分析 【交流討論】根據酸、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】根據提示物質的可能性，對該溶液進行猜想；
【設計并實驗】Ⅰ：根據NaCl溶液呈中性，不能使酚酞變色進行解答；Ⅱ：根據酸能和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體進行解答；
根據氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉而變質進行解答．

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；故答案為：A；
【查閱資料】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；故答案為：NaOH；
【設計并實驗】Ⅰ：NaCl溶液呈中性，不能使酚酞變色；Ⅱ：酸能和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，；氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉而變質，化學反應方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；老師提示，不需另取樣，只要在實驗Ⅰ后的試管中加入足量CaCl₂溶液，若觀察到產生白色沉淀，且溶液紅色不褪去現象，即可說明該溶液中有氫氧化鈉．為了不影響滴加酚酞對氫氧化鈉是否存在的檢驗，所加入的試劑不能為堿性溶液且反應后不能生成堿性物質，氫氧化鈣呈堿性并且能與碳酸鈉反應生成氫氧化鈉，因此，不能使用Ca（OH）₂溶液代替氯化鈣溶液；
故答案為：NaCl溶液呈中性，不能使酚酞變色；
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；產生白色沉淀，且溶液紅色不褪去．
不可行，若用Ca（OH）₂代替CaCl₂會帶入OH^-，不能確定原來是否有NaOH．

點評 本題綜合利用了物質的組成、溶液的酸堿性及物質的變化規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．