Question

Ⅰ．探究：实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%” 字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究。

提出问题：这瓶试剂可能是什么溶液呢？
交流讨论：根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是          A．酸   B．碱    C．盐
查阅资料：
①初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
②Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性。
③测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

得出结论：小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是          。
设计实验并继续探究：
①小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH＞7，这瓶试剂不可能是      。
②小强为了确定该溶液是哪种溶液，他又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中，滴加	产生大量的气泡	该溶液是             ，反应的化学方程式

拓展与应用：确定该溶液还可以选择与小强不同的试剂，你选择的试剂是             （要求类别不同），对应的现象是                                     。
反思与评价：小淇认为上述探究存在问题，她的理由是                         。
Ⅱ．计算：某固体物质由MgSO₄和NaOH组成，取24.0g该固体混合物溶于水后，向所得的混合物中逐滴加入质量分数为15%的硫酸溶液(密度为1.1g·mL^-1)，加入的稀H₂SO₄的体积x（单位:mL）与所得沉淀质量y（单位：g）有如右下图所示的关系，
求该固体混合物中NaOH、MgSO₄的质量各为多少克?（写出计算过程）

Answer 1

（4）Ⅰ．探究：A（1分）   NaHCO₃（1分）   NaCl（1分） 盐酸（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） 该溶液也有可能是放置较长时间已变质的NaOH溶液（1分）
Ⅱ．计算：NaOH、MgSO₄的质量各12克。（4分）（过程中的过量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）
(如用守恒法计算,也给分)

试题分析：Ⅰ、交流讨论：由于酸的所有阳离子都是氢离子，故不可能含有钠离子，所以该溶液不可能是酸，故选A。
得出结论：根据表格可知，20℃时NaHCO₃的溶解度是9.6g，根据饱和溶液的溶质质量分数=×100﹪，可知20℃时其饱和溶液的溶质质量分数=×100﹪=8.8%，小于10%，所以不可能是碳酸氢钠。
①由于小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH＞7，而氯化钠溶液呈中性，即pH等于7，所以不可能是氯化钠。
②根据题意可知，可能的物质是NaOH或Na₂CO₃或二者皆有，再结合实验现象“产生大量的气泡”，可知滴加的溶液为酸（如稀盐酸等），因为Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，故有气泡产生。
拓展与应用：根据碳酸盐的检验方法分析，碳酸根离子可以和钙离子或钡离子等反应生成沉淀，故可以选择钙盐等。
反思与评价：由于该实验只能验证出碳酸钠，而该溶液也有可能是放置较长时间的NaOH溶液，变质而生成碳酸钠。
Ⅱ、根据题意，向混合物中加入稀硫酸后，物质之间的反应有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓，Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O；由图示的数据可知，开始加入硫酸至29.7ml时，沉淀没有减少，这是因为硫酸在与氢氧化钠反应；而A～B段才是硫酸与氢氧化镁沉淀的反应，利用氢氧化镁与硫酸反应的化学方程式，结合图示中硫酸的量，列出比例式，就可计算出氢氧化镁沉淀的质量；再利用MgSO₄和NaOH反应的化学方程式，列出比例式，可计算出固体物质中MgSO₄的质量；再用固体质量-该固体中MgSO₄的质量=NaOH的质量。
由图示数据可知，与氢氧化镁沉淀反应的硫酸溶液的体积为89.1ml-29.7ml=59.4ml，则H₂SO₄质量=59.4ml×1.1g/ml×15%≈9.8g.
设参与反应的氢氧化镁沉淀的质量为x，
Mg(OH)₂+H₂SO₄=MgSO₄+2H₂O
58      98
x       9.8g
58：98 =x：9.8g ，
解得：x=5.8g
设参与反应的MgSO₄的质量为y
MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓
120               58
y                 5.8g
120：58 =y：5.8g
解得：y=12g
则该固体中NaOH的质量=24g-12g=12g
答：该固体中MgSO₄的质量为12g，NaOH的质量为12g。
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。