Question

2．假期，小煜同學在家中與媽媽做面包，發(fā)現(xiàn)媽媽揉面粉時在面粉中加入一種白色粉末，做出的面包疏松多孔，口感很好．她很感興趣，想探究這種“神奇粉末”的成分．
（1）【查閱資料】通過對市場上相關產品進行調查，小煜發(fā)現(xiàn)了如下三種商品：

商品	食用純堿	食用小蘇打	快速發(fā)酵粉
成分	碳酸鈉	碳酸氫鈉	碳酸氫鈉、有機酸

其中，發(fā)酵粉與水混合后，產生大量氣體，你認為該氣體是CO₂．化學老師告訴她所用的白色粉末就是以上三種商品中的一種．
【設計實驗】小煜想探究這種白色粉末的成分．
取少量白色粉末于試管中，加入適量蒸餾水，發(fā)現(xiàn)白色粉末溶解，無其他明顯現(xiàn)象，得出結論該白色粉末不可能是快速發(fā)酵粉；另取少量白色粉末于試管中，加入稀鹽酸，有無色氣體產生，小煜認為白色粉末是純堿．
（2）小明同學認為小煜同學根據上面的實驗現(xiàn)象，不能得出白色粉末是純堿，你若認為小明說法有道理，請用化學方程式解釋不能得出結論的原因NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．為了得到鑒別純堿和小蘇打的正確方法，小煜繼續(xù)查找資料，發(fā)現(xiàn)它們有下列的性質：

性質	碳酸鈉	碳酸氫鈉
溶解性	20℃時溶解度21.6g，溶解時放熱	20℃時溶解度9.8g，溶解時放熱
加熱	不分解	發(fā)生分解反應，分解產物為 碳酸鈉、二氧化碳和水
加入CaCl2溶液	溶液變渾濁	無明顯現(xiàn)象

【繼續(xù)探究】化學老師提醒小煜可以根據兩種物質的溶解性差異來探究該白色粉末的成分．通過實驗，小煜得出該白色粉末是碳酸氫鈉，請你補充實驗方法（包括操作和現(xiàn)象）：20℃時，在100克水中加入12克該白色粉末，充分溶解后，如果有白色固體剩余，則為碳酸氫鈉，否則為碳酸鈉．
（3）小煜將該粉末加熱一段時間后得到固體M．
【提出問題】固體M中含有哪些物質？
【猜想與假設】通過分析，小明做出如下假設：①只含有Na₂CO₃；②含有Na₂CO₃和NaHCO₃．
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①取少量固體M溶于水，加入過量的CaCl2溶液．	有白色沉淀產生．	該反應的方程式： Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl．
②取上述反應后的上層清 液，滴加稀鹽酸．	有氣泡冒出．	證明猜想②成立．

【實驗反思】實驗步驟①中，CaCl₂溶液過量的目的是將碳酸鈉全部除去．

Answer 1

分析 【查閱資料】根據發(fā)酵粉的組成中既含有碳酸氫鈉又含有有機酸，利用兩種物質的反應規(guī)律，可判斷所產生氣體；
（1）根據溶解時所出現(xiàn)的現(xiàn)象，結合三種白色粉末的特點，判斷無明顯時排除粉末為發(fā)酵粉的可能性；根據碳酸鈉能與鹽酸反應放出二氧化碳的特點，推斷所加入的試劑；
（2）由于碳酸氫鈉也能與鹽酸反應放出二氧化碳，可判斷滴入鹽酸放出二氧化碳的白色粉末也可能是碳酸氫鈉；
【繼續(xù)探究】可根據碳酸鈉與碳酸氫鈉溶解度的不同，由溶解粉末質量的不同，區(qū)別兩種物質；
（3）【猜想與假設】根據碳酸氫鈉分解的情況分析；
【實驗探究】碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，可以據此寫出該反應的化學方程式；碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，可以據此完成實驗現(xiàn)象；
【實驗反思】碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實驗現(xiàn)象，所以應該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去，可以據此解答．

解答 解：【查閱資料】由于發(fā)酵粉中含有碳酸氫鈉及能與之發(fā)生反應的有機酸，因此把發(fā)酵粉溶解時，碳酸氫鈉與有機酸反應放出了二氧化碳氣體；
（1）由于白色粉末溶解在水中并沒有出現(xiàn)氣體，可判斷該粉末一定不是發(fā)酵粉；碳酸鈉與鹽酸反應可放出二氧化碳，因此可推斷滴加的試劑應是稀鹽酸；
（2）碳酸氫鈉與鹽酸反應放出二氧化碳，反應的化學方程式為NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】由于20℃時碳酸鈉的溶解度為21.6g而碳酸氫鈉的溶解度為9.8g，所以當向100g水中加入12g粉末完全溶解時，粉末為碳酸鈉，否則粉末只能為碳酸鈉；
（3）【猜想與假設】碳酸氫鈉完全分解得固體M為Na₂CO₃；部分分解固體M為Na₂CO₃和NaHCO₃；
【實驗探究】碳酸鈉可以和氯化鈣溶液反應生成白色的碳酸鈣沉淀和氯化鈉，該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，所以加入稀鹽酸后可以觀察到有氣泡冒出，證明猜想②（含有Na₂CO₃和NaHCO₃）成立；
【實驗反思】碳酸鈉也可以和稀鹽酸反應生成氣體，為了防止碳酸鈉干擾實驗現(xiàn)象，所以應該加入過量的氯化鈣將碳酸鈉全部除去；
故答案為：
【查閱資料】CO₂；
（1）快速發(fā)酵粉；稀鹽酸；
（2）NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
20℃時，在100克水中加入12克該白色粉末，充分溶解后，如果有白色固體剩余，則為碳酸氫鈉，否則為碳酸鈉；
（3）【猜想與假設】Na₂CO₃和NaHCO₃；
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取少量固體M溶于水，加入過量的CaCl2溶液．	有白色沉淀產生；	該反應的方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl．
②取上述反應后的上層清 液，滴加稀鹽酸．	有氣泡冒出；	證明猜想②成立．

【實驗反思】將碳酸鈉全部除去．

點評 解答本題時要注意到碳酸鈉、碳酸氫鈉化學性質較為相似，因此常規(guī)檢驗碳酸鹽的方法在此問題中存在一定的缺陷．