Question

Ⅰ．探究：實驗室有一瓶保管不當(dāng)?shù)脑噭�（如圖），其殘缺的標(biāo)簽中只剩下“Na”和“10%” 字樣。已知它是無色液體，是初中化學(xué)常用的試劑。小強和小華同學(xué)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(jù)受損標(biāo)簽的情況判斷，這瓶試劑不可能是          A．酸   B．堿    C．鹽

查閱資料：

①初中化學(xué)常見的含鈉化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。

②Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈堿性。

③測定室溫（20℃）時，四種物質(zhì)的溶解度的數(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(biāo)注的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)10%和上表中的溶解度的數(shù)據(jù)判斷，這瓶試劑不可能是          。

設(shè)計實驗并繼續(xù)探究：

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      。

②小強為了確定該溶液是哪種溶液，他又進行了如下實驗：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論及化學(xué)方程式
取樣于試管中，滴加	產(chǎn)生大量的氣泡	該溶液是             ，反應(yīng)的化學(xué)方程式

拓展與應(yīng)用：確定該溶液還可以選擇與小強不同的試劑，你選擇的試劑是             （要求類別不同），對應(yīng)的現(xiàn)象是                                     。

反思與評價：小淇認為上述探究存在問題，她的理由是                         。

Ⅱ．計算：某固體物質(zhì)由MgSO₄和NaOH組成，取24.0g該固體混合物溶于水后，向所得的混合物中逐滴加入質(zhì)量分數(shù)為15%的硫酸溶液(密度為1.1g·mL^-1)，加入的稀H₂SO₄的體積x（單位:mL）與所得沉淀質(zhì)量y（單位：g）有如右下圖所示的關(guān)系，

求該固體混合物中NaOH、MgSO₄的質(zhì)量各為多少克?（寫出計算過程）

（4）

Answer 1

【答案】

Ⅰ．探究：A（1分）   NaHCO₃（1分）   NaCl（1分） 鹽酸（硫酸）（1分）   Na₂CO₃（1分）  Na₂CO₃ + 2HCl="2NaCl" + H₂O + CO₂↑（2分）    CaCl₂或Ca(OH)₂等合理答案（1分）  白色沉淀（1分） 該溶液也有可能是放置較長時間已變質(zhì)的NaOH溶液（1分）

Ⅱ．計算：NaOH、MgSO₄的質(zhì)量各12克。（4分）（過程中的過量NaOH：4g，1分；

沉淀Mg（OH）₂：5.8g，1分；原MgSO₄：12g，1分；原NaOH：4+8=12g，1分）

(如用守恒法計算,也給分)

【解析】

試題分析：Ⅰ、交流討論：由于酸的所有陽離子都是氫離子，故不可能含有鈉離子，所以該溶液不可能是酸，故選A。

得出結(jié)論：根據(jù)表格可知，20℃時NaHCO₃的溶解度是9.6g，根據(jù)飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=×100﹪，可知20℃時其飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=×100﹪=8.8%，小于10%，所以不可能是碳酸氫鈉。

①由于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，即pH等于7，所以不可能是氯化鈉。

②根據(jù)題意可知，可能的物質(zhì)是NaOH或Na₂CO₃或二者皆有，再結(jié)合實驗現(xiàn)象“產(chǎn)生大量的氣泡”，可知滴加的溶液為酸（如稀鹽酸等），因為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，故有氣泡產(chǎn)生。

拓展與應(yīng)用：根據(jù)碳酸鹽的檢驗方法分析，碳酸根離子可以和鈣離子或鋇離子等反應(yīng)生成沉淀，故可以選擇鈣鹽等。

反思與評價：由于該實驗只能驗證出碳酸鈉，而該溶液也有可能是放置較長時間的NaOH溶液，變質(zhì)而生成碳酸鈉。

Ⅱ、根據(jù)題意，向混合物中加入稀硫酸后，物質(zhì)之間的反應(yīng)有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓，Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O；由圖示的數(shù)據(jù)可知，開始加入硫酸至29.7ml時，沉淀沒有減少，這是因為硫酸在與氫氧化鈉反應(yīng)；而A～B段才是硫酸與氫氧化鎂沉淀的反應(yīng)，利用氫氧化鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，結(jié)合圖示中硫酸的量，列出比例式，就可計算出氫氧化鎂沉淀的質(zhì)量；再利用MgSO₄和NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式，列出比例式，可計算出固體物質(zhì)中MgSO₄的質(zhì)量；再用固體質(zhì)量-該固體中MgSO₄的質(zhì)量=NaOH的質(zhì)量。

由圖示數(shù)據(jù)可知，與氫氧化鎂沉淀反應(yīng)的硫酸溶液的體積為89.1ml-29.7ml=59.4ml，則H₂SO₄質(zhì)量=59.4ml×1.1g/ml×15%≈9.8g.

設(shè)參與反應(yīng)的氫氧化鎂沉淀的質(zhì)量為x，

Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O

58      98

x       9.8g

58：98 =x：9.8g ，

解得：x=5.8g

設(shè)參與反應(yīng)的MgSO₄的質(zhì)量為y

MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓

120               58

y                 5.8g

120：58 =y：5.8g

解得：y=12g

則該固體中NaOH的質(zhì)量=24g-12g=12g

答：該固體中MgSO₄的質(zhì)量為12g，NaOH的質(zhì)量為12g。

考點：缺失標(biāo)簽的藥品成分的探究，證明碳酸鹽，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)、溶解性和溶解度的關(guān)系，溶液的酸堿性與pH值的關(guān)系，氧化物、酸、堿和鹽的概念，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實驗設(shè)計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現(xiàn)象，來驗證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。