实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液(如下图),化学小组的同学经过询问老师后只知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液,为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质,化学小组的同学进行了如下的探究活动:
(进行猜想)
猜想Ⅰ:原溶液的溶质是NaCl;
猜想Ⅱ:原溶液的溶质是NaOH;
猜想Ⅲ:原溶液的溶质是Na2CO3;
猜想Ⅳ:原溶液的溶质是NaHCO3。
(查阅资料)常温下,有关物质的相关信息如下表:
物质 | NaCl | NaOH | Na2CO3 | NaHCO3 |
常温下的溶解度/g | 36 | 109 | 21.5 | 9.6 |
常温下稀溶液的pH | 7 | 13 | 11 | 9 |
从物质的相关信息可知,原溶液的溶质一定不是NaHCO3,因为__________________。
(进行实验)
(1)取少量样品,测得溶液的pH大于7,则原溶液的溶质肯定不是________。
(2)同学们另取样品又进行了如下实验,实验过程如下:
①生成白色沉淀A的化学方程式:________________________。
②通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有________________。
(获得结论)实验完成后,最终得到的结论:原瓶中的溶质是________,且已变质。
答案:
在常温下,碳酸氢钠饱和溶液的质量分数达不到10% NaCl Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl Na2CO3、NaOH NaOH
【解析】
查阅资料:
根据题中表格提供的信息,20℃时碳酸氢钠的溶解度是9.6g,据此计算可以知道在20℃时饱和碳酸氢钠的质量分数为:<10%,所以能够排除碳酸氢钠。故原溶液的溶质一定不是NaHCO3的原因是:碳酸氢钠的饱和溶液溶质质量分数在该温度下不能达到10%;
进行实验:
(1)实验测定溶液的pH大于7,而氯化钠溶液呈中性,pH等于7,所以原溶液的溶质肯定不是氯化钠;
(2)①过量的氯化钙可以检验并除尽碳酸钠,碳酸钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,产生白色沉淀的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;
②滤液中滴加无色酚酞,滤液变红,说明溶液呈碱性。因为氯化钙溶液呈中性,碳酸钠又已反应完,所以溶液中还有氢氧化钠。根据实验现象可以判断原无色溶液中含有的溶质有:NaOH、Na2CO3;
获得结论:
根据实验结果,无色溶液中含有的溶质有:NaOH、Na2CO3,而原瓶中是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液,根据资料和实验已经排除NaCl、NaHCO3;如果原瓶内是碳酸钠溶液,瓶盖没有完全密封的碳酸钠溶液在空气中不会变质生成氢氧化钠,故原瓶内不是碳酸钠溶液;因为氢氧化钠溶液在空气中会和二氧化碳反应生成碳酸钠,所以该瓶原来装的无色溶液中溶质是NaOH,并且部分变质。