Question

2．某同學在實驗室發現了一瓶標簽殘缺的無色溶液﹙如圖甲所示﹚，為確認其中的溶質，他設計并進行了如下探究活動，請回答下列問題．
【猜想與假設】
其溶質可能為NaCl、NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃中的一種．
【資料查閱】上述四種物質的相關信息如下：

物質	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
常溫下的溶解度/g	36	109	21.5	9.6
常溫下某稀溶液的pH	7	13	11	9

【探究過程】
如圖乙所示，在操作①后可確定溶質不是NaCl，則其實驗現象應是石蕊試液變成藍色；
在進行操作②時有無色無味得到氣體產生，由此又可排除假設物質中的氫氧化鈉．
【探究結論】
你認為該溶液中的溶質可能是上述假設物質中的碳酸鈉，你的判斷依據是碳酸氫鈉飽和溶液的質量分數不可能達到10%，而碳酸鈉溶液可以．
【探究反思】
（1）若上述探究結論是正確的，操作②產生的氣體應是CO₂（寫化學式），實驗室檢驗該氣體的實驗操作及現象是將氣體通入石灰水，石灰水變渾濁．
（2）另有同學猜想其中的溶質還可能是Na₂SO₄，但又沒有Na₂SO₄的上述表列信息．
請你根據以上實驗操作的相關現象，判斷該溶液中的溶質是否是Na₂SO₄，并敘述理由：若滴加石蕊試液變成藍色，則不含有硫酸鈉．

Answer 1

分析 【探究過程】根據三種物質溶液的酸堿性及對石蕊試液的作用分析；根據氫氧化鈉不能與鹽酸反應產生氣體解答；
【探究結論】利用碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液中溶質溶解度與飽和溶液中溶質的質量分數的關系，判斷溶液的可能性；
【探究反思】（1）根據碳酸鈉能夠和稀鹽酸反應生成，及二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁進行二氧化碳的檢驗進行分析；
（2）根據硫酸鈉溶液顯中性分析．

解答 解：【探究觀察】NaCl、NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃中只有氯化鈉溶液為中性，而其余的溶液都顯堿性，若溶質不是NaCl，則滴加石蕊試液會變成藍色；在進行操作②滴加稀鹽酸時有無色無味的氣體產生，說明不是氫氧化鈉，因為氫氧化鈉和鹽酸反應無明顯現象；
故答案為：石蕊試液變成藍色；氫氧化鈉；
【探究結論】根據計算可以知道在20℃時飽和碳酸氫鈉的質量分數為：$\frac{9.6g}{9.6g+100g}$×100%=8.8%，而題目中標注的溶液的質量分數為10%，所以這瓶試劑不可能的是碳酸氫鈉溶液，而碳酸鈉溶液的溶質質量分數可以等于10%，因此可能是碳酸鈉；
故答案為：碳酸鈉；碳酸氫鈉飽和溶液的質量分數不可能達到10%，而碳酸鈉溶液可以；
【探究反思】（1）假設碳酸鈉成立，則碳酸鈉和鹽酸反應會產生二氧化碳，檢驗二氧化碳可以將氣體通入石灰水，石灰水變渾濁；
故答案為：CO₂；將氣體通入石灰水，石灰水變渾濁；
（2）硫酸鈉溶液為中性溶液，因此若滴加石蕊試液變成藍色，則說明不含有硫酸鈉；
故答案為：若滴加石蕊試液變成藍色，則不含有硫酸鈉．

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．