Question

假期，王霞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．
【查阅资料】通过对市场上相关产品进行调查，王霞发现了如图所示的三种商品，其中，发酵粉与水混合后，产生大量气体，你认为该气体是

 

．王霞妈妈告诉她所用的白色粉末就是以上三种商品中的一种．

商品
成分	碳酸钠	碳酸氢钠	碳酸氢钠、有机酸

（1）【设计实验】王霞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，实验结论是

 

；另取少量白色粉末于试管中，加入

 

，有无色气体产生，王霞认为白色粉末是纯碱．
（2）【实验反思】小明同学认为王霞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沦的原因

 

．为了得到鉴别纯碱和小苏打的正确方法，王霞继续查找资料，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．

根据上面信息，检验白色粉末的方法之一是：20'C时，在100克水中加入12克该白色粉末，充分溶解后，如果没有白色固体剩余，则为

 

．根据信息还能有另外的鉴别方法，请用化学方程式表示

 

．
（3）在查找资料过程中，王霞同学还发现工业用纯碱作为原料之一与石灰石制取烧碱，请写出发生反应的方程式

 

、

 

、

 

．最后一步完成后，通过

 

操作，得到无色滤液．将无色滤液通过

 

操作，得到了白色固体．
（4）探究白色固体的成分．四位同学进行了如下猜想：小红：白色固体是氢氧化钠；小明：白色固体含有碳酸钠；小马：白色固体含有

 

（写化学式）；小强：白色固体含有碳酸钠和氢氧化钙．你认为四人中最不可能的是

 

的猜想，原因是

 

我来验证小马的猜想：

实验操作	实验现象	实验结论	溶液中溶质成分（写化学式）
取少量白色固体配成溶液，加入足量		小马猜想正确

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,过滤的原理、方法及其应用,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

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；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）考虑石灰石的煅烧、氧化钙与水的反应工业制碱的方法；通过过滤操作，得到无色滤液．将无色滤液通过蒸发操作，得到了白色固体．
（4）根据元素守恒推测探究白色固体的成分，考虑碳酸钠和氢氧化钙不能共存．

解答：解：因为发酵粉的成分是碳酸氢钠和有机酸，发酵粉与水混合后，碳酸氢钠和有机酸就会反应生成CO₂，故填CO₂．
（1）因为上面分析可知发酵粉与水混合后，会产生大量气体，而此粉末加入适量蒸馏水，无其他明显现象，故此粉末不是快速发酵粉；
从上面的分析可知此粉末不是快速发酵粉，那么它可能是碳酸钠或碳酸氢钠，它们中的任何一种都会和酸反应产生气体（CO₂），考虑稀盐酸与碳酸钠反应生成气体；
（2）因为碳酸钠或碳酸氢钠中的任何一种都会和酸反应产生气体（CO₂），所以就不能推断白色粉末是纯碱了．Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑
因为从题目资料可知20℃时碳酸氢钠溶解度是9.8克，碳酸钠的溶解度是21.6克，而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，说明没有完全溶解，则应该是食用小苏打（成分碳酸氢钠），故填食用小苏打（成分碳酸氢钠）．
20℃时，在100克水中加入12克该白色粉末，充分溶解后，如果全部溶解，则应该是食用苏打（成分碳酸钠）故填食用苏打（成分碳酸钠）．
还能有另外的鉴别方法，请用化学方程式表示 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（3）在查找资料过程中，王霞同学还发现工业用纯碱作为原料之一与石灰石制取烧碱，请写出发生反应的方程式 CaCO₃

△   .

CaO+CO₂↑、CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．最后一步完成后，通过 过滤操作，得到无色滤液．将无色滤液通过 蒸发操作，得到了白色固体．
（4）考虑石灰石的煅烧、氧化钙与水的反应工业制碱的方法：白色固体含有 Ca（OH）₂；小强：白色固体含有碳酸钠和氢氧化钙．你认为四人中最不可能的是 小强的猜想，原因是 碳酸钠和氢氧化钙不能共存．验证的猜想：

实验操作	实验现象	实验结论	溶液中溶质成分（写化学式）
取少量白色固体配成溶液，加入足量 Na2CO3或CO2	有白色固体生成	小马猜想正确	Ca（OH）2、NaOH

．
故答案为：
【查阅资料】CO₂；
（1）此粉未不是快速发酵粉； 稀盐酸，
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；碳酸钠．2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（3）CaCO₃

△   .

CaO+CO₂↑、CaO+H₂O=Ca（OH）₂、Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH． 过滤，蒸发．
（4）Ca（OH）₂，小强，碳酸钠和氢氧化钙不能共存

Na2CO3或CO2	有白色固体生成		Ca（OH）2、NaOH

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．用pH试纸来测其pH值的操作方法也是学生在实验中容易出错的．