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2.假期,小煜同学在家中与妈妈做面包,发现妈妈揉面粉时在面粉中加入一种白色粉末,做出的面包疏松多孔,口感很好.她很感兴趣,想探究这种“神奇粉末”的成分.
(1)【查阅资料】通过对市场上相关产品进行调查,小煜发现了如下三种商品:
商品食用纯碱食用小苏打快速发酵粉
成分碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠、有机酸
其中,发酵粉与水混合后,产生大量气体,你认为该气体是CO2.化学老师告诉她所用的白色粉末就是以上三种商品中的一种.
【设计实验】小煜想探究这种白色粉末的成分.
取少量白色粉末于试管中,加入适量蒸馏水,发现白色粉末溶解,无其他明显现象,得出结论该白色粉末不可能是快速发酵粉;另取少量白色粉末于试管中,加入稀盐酸,有无色气体产生,小煜认为白色粉末是纯碱.
(2)小明同学认为小煜同学根据上面的实验现象,不能得出白色粉末是纯碱,你若认为小明说法有道理,请用化学方程式解释不能得出结论的原因NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑.为了得到鉴别纯碱和小苏打的正确方法,小煜继续查找资料,发现它们有下列的性质:
性质碳酸钠碳酸氢钠
溶解性20℃时溶解度21.6g,溶解时放热20℃时溶解度9.8g,溶解时放热
加热不分解发生分解反应,分解产物为
碳酸钠、二氧化碳和水
加入CaCl2溶液溶液变浑浊无明显现象
【继续探究】化学老师提醒小煜可以根据两种物质的溶解性差异来探究该白色粉末的成分.通过实验,小煜得出该白色粉末是碳酸氢钠,请你补充实验方法(包括操作和现象):20℃时,在100克水中加入12克该白色粉末,充分溶解后,如果有白色固体剩余,则为碳酸氢钠,否则为碳酸钠.
(3)小煜将该粉末加热一段时间后得到固体M.
【提出问题】固体M中含有哪些物质?
【猜想与假设】通过分析,小明做出如下假设:①只含有Na2CO3;②含有Na2CO3和NaHCO3.
【实验探究】
实验步骤实验现象实验结论
①取少量固体M溶于水,加入过量的CaCl2溶液.有白色沉淀产生.该反应的方程式:
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl.
②取上述反应后的上层清
液,滴加稀盐酸.
有气泡冒出.证明猜想②成立.
【实验反思】实验步骤①中,CaCl2溶液过量的目的是将碳酸钠全部除去.

分析 【查阅资料】根据发酵粉的组成中既含有碳酸氢钠又含有有机酸,利用两种物质的反应规律,可判断所产生气体;
(1)根据溶解时所出现的现象,结合三种白色粉末的特点,判断无明显时排除粉末为发酵粉的可能性;根据碳酸钠能与盐酸反应放出二氧化碳的特点,推断所加入的试剂;
(2)由于碳酸氢钠也能与盐酸反应放出二氧化碳,可判断滴入盐酸放出二氧化碳的白色粉末也可能是碳酸氢钠;
【继续探究】可根据碳酸钠与碳酸氢钠溶解度的不同,由溶解粉末质量的不同,区别两种物质;
(3)【猜想与假设】根据碳酸氢钠分解的情况分析;
【实验探究】碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,可以据此写出该反应的化学方程式;碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体,可以据此完成实验现象;
【实验反思】碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体,为了防止碳酸钠干扰实验现象,所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去,可以据此解答.

解答 解:【查阅资料】由于发酵粉中含有碳酸氢钠及能与之发生反应的有机酸,因此把发酵粉溶解时,碳酸氢钠与有机酸反应放出了二氧化碳气体;
(1)由于白色粉末溶解在水中并没有出现气体,可判断该粉末一定不是发酵粉;碳酸钠与盐酸反应可放出二氧化碳,因此可推断滴加的试剂应是稀盐酸;
(2)碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳,反应的化学方程式为NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;
【继续探究】由于20℃时碳酸钠的溶解度为21.6g而碳酸氢钠的溶解度为9.8g,所以当向100g水中加入12g粉末完全溶解时,粉末为碳酸钠,否则粉末只能为碳酸钠;
(3)【猜想与假设】碳酸氢钠完全分解得固体M为Na2CO3;部分分解固体M为Na2CO3和NaHCO3;
【实验探究】碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀和氯化钠,该反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体,所以加入稀盐酸后可以观察到有气泡冒出,证明猜想②(含有Na2CO3和NaHCO3)成立;
【实验反思】碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体,为了防止碳酸钠干扰实验现象,所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去;
故答案为:
【查阅资料】CO2;
(1)快速发酵粉;稀盐酸;
(2)NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;
20℃时,在100克水中加入12克该白色粉末,充分溶解后,如果有白色固体剩余,则为碳酸氢钠,否则为碳酸钠;
(3)【猜想与假设】Na2CO3和NaHCO3;
【实验探究】

实验步骤实验现象
①取少量固体M溶于水,加入过量的CaCl2溶液.有白色沉淀产生;该反应的方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl.
②取上述反应后的上层清
液,滴加稀盐酸.
有气泡冒出;证明猜想②成立.
【实验反思】将碳酸钠全部除去.

点评 解答本题时要注意到碳酸钠、碳酸氢钠化学性质较为相似,因此常规检验碳酸盐的方法在此问题中存在一定的缺陷.

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