Question

【題目】饅頭、面包等發(fā)面食品在制作時(shí)都需使用發(fā)酵粉，發(fā)酵粉的主要成分最常見的是碳酸鈉、碳酸氫鈉等。某興趣小組的同學(xué)對(duì)制作饅頭用的發(fā)酵粉（白色粉末）進(jìn)行探究。

【提出問(wèn)題】白色粉末成分是什么？

【進(jìn)行猜想】 猜想Ⅰ：碳酸鈉 ； 猜想Ⅱ：碳酸氫鈉； 猜想Ⅲ：__________________。

【初步探究】取少量白色粉末于試管中，加適量水，測(cè)得溶液的 pH=10.5，說(shuō)明溶液呈________性。

【查閱資料】

（1）碳酸氫鈉受熱易分解，該反應(yīng)可表示為2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O；而碳酸鈉很穩(wěn)定，受熱不易分解。

（2）參照實(shí)驗(yàn)：

	NaHCO3稀溶液	Na2CO3稀溶液
加入稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡	產(chǎn)生氣泡
加入CaCl2溶液	無(wú)明顯變化	溶液變渾濁

【實(shí)驗(yàn)探究】:

甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。

甲同學(xué)方案：如圖1，取適量發(fā)酵粉在銅片上加熱，加熱一段時(shí)間后，觀察到燒杯內(nèi)壁有液滴出現(xiàn)，將燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到_____________。甲得出結(jié)論： 猜想Ⅱ正確。

乙同學(xué)方案：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量發(fā)酵粉于加足量水后形成的無(wú)色稀溶液，再加入過(guò)量CaCl2溶液，靜置。	有白色沉淀產(chǎn)生	化學(xué)方程式 __________。
②再取步驟①的上層清液，加入稀鹽酸	有氣泡冒出	該清液中含 ____________。

乙得出結(jié)論： 猜想Ⅲ正確。

丙同學(xué)方案：用如圖2所示，錐形瓶中分別盛有等質(zhì)量的碳酸鈉、碳酸氫鈉和發(fā)酵粉，再注入等體積、等濃度的足量的稀硫酸，準(zhǔn)確測(cè)量生成氣體的體積。

記錄如表：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	錐形瓶?jī)?nèi)物質(zhì)		最終得到 CO2 體積/mL
	名稱	質(zhì)量/g
①	碳酸鈉	a	V1
②	碳酸氫鈉	a	V2
③	發(fā)酵粉	a	V3

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】經(jīng)同學(xué)們討論，最終確認(rèn)：該發(fā)酵粉是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。

【反思應(yīng)用】

（1）同學(xué)們討論時(shí)認(rèn)為：甲同學(xué)方案不嚴(yán)密的原因是_____________________________。

（2）乙同學(xué)方案中，實(shí)驗(yàn)①中加入CaCl2溶液要過(guò)量的目的是____________________。

（3）丙同學(xué)方案也能得到正確結(jié)論應(yīng)滿足的條件是_____________________________。

（4）制作饅頭、面包時(shí)，將面粉發(fā)酵（產(chǎn)生有機(jī)酸），再加入適量的碳酸氫鈉，可以使饅頭、面包松軟。原因是________________。

（5）將12.0g該白色粉末加熱至完全反應(yīng)，剩余固體的質(zhì)量為8.9g，計(jì)算該白色粉末中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _________________。(寫出計(jì)算過(guò)程)

Answer 1

【答案】 碳酸鈉和碳酸氫鈉 堿 澄清石灰水變渾濁 CaCl2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2 NaCl； 碳酸氫鈉(NaHCO3) 猜想Ⅲ也會(huì)產(chǎn)生相同的現(xiàn)象 （其它表達(dá)合理時(shí)，也可） 除凈碳酸鈉 V1＜V3＜V2 碳酸氫鈉與有機(jī)酸（在水溶液中）反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，（氣體在面團(tuán)中形成許多小氣室 ，使饅頭、面包疏松多孔） 30%

【解析】【進(jìn)行猜想】發(fā)酵粉主要是碳酸鈉或碳酸氫鈉與有機(jī)酸反應(yīng)，故猜想Ⅲ是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物；

【初步探究】溶液的pH大于7，故溶液顯堿性；

【實(shí)驗(yàn)探究】由于燒杯中有水霧出現(xiàn)，說(shuō)明有水生成，故說(shuō)明混合物中一定有碳酸氫鈉，故同時(shí)有二氧化碳生成，故加入澄清石灰水的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁；①由資料可知，碳酸氫鈉與氯化鈣不反應(yīng)生成沉淀，而碳酸鈉可以與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，題中有白色沉淀生成，說(shuō)明溶液中一定有碳酸鈉，故可以得出原混合物中一定有碳酸鈉，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應(yīng)方程式為CaCl2 + Na2CO3= CaCO3↓+ 2 NaCl；②、步驟①中加入足量的氯化鈣將碳酸鈉完全反應(yīng)，故再加入稀鹽酸有氣體生成，則說(shuō)明溶液中一定有碳酸氫鈉；

【反思應(yīng)用】

（1）甲同學(xué)的方案只能得出混合物中含有碳酸氫鈉，不能得出沒有碳酸鈉，故是錯(cuò)誤的；

（2）乙同學(xué)方案中，實(shí)驗(yàn)①中加入CaCl2溶液要過(guò)量的目的是除盡碳酸鈉，防止對(duì)后面碳酸氫鈉的確定造成影響；

（3）由質(zhì)量守恒定律，碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳中，碳酸鈉與二氧化碳的關(guān)系式為Na2CO3---- CO2，碳酸氫鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳中，碳酸氫鈉與二氧化碳的關(guān)系式NaHCO3---- CO2,故等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與等體積、等濃度的足量的稀硫酸反應(yīng)，碳酸氫鈉生成的二氧化碳的質(zhì)量比碳酸鈉生成的二氧化碳的質(zhì)量多，故V1＜V2，當(dāng)固體是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物時(shí)，生成的二氧化碳的質(zhì)量大于V1小于V2，故滿足的條件是V1＜V3＜V2；

（4）發(fā)酵粉使饅頭變得孫軟的原因是碳酸氫鈉與有機(jī)酸（在水溶液中）反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，（氣體在面團(tuán)中形成許多小氣室 ，使饅頭、面包疏松多孔）；

（5）由題可知，生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量為12.0g-9.8g=2.2g，

設(shè)生成2.2g的二氧化碳需要碳酸氫鈉的質(zhì)量為x

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

168 44

x 2.2g

= 解得x=8.4g

原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為12.0g-8.4g=3.6g

原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=30%