Question

【題目】饅頭、面包等發面食品在制作時都需使用發酵粉，發酵粉的主要成分最常見的是碳酸鈉、碳酸氫鈉等。某興趣小組的同學對制作饅頭用的發酵粉（白色粉末）進行探究。

【提出問題】白色粉末成分是什么？

【進行猜想】 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，測得溶液的 pH=10.5，說明溶液呈________性。

【查閱資料】

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

（2）參照實驗：

	NaHCO3稀溶液	Na2CO3稀溶液
加入稀鹽酸	產生氣泡	產生氣泡
加入CaCl2溶液	無明顯變化	溶液變渾濁

【實驗探究】:

甲、乙、丙三位同學分別設計三種不同實驗方案進行探究。

甲同學方案：如圖1，取適量發酵粉在銅片上加熱，加熱一段時間后，觀察到燒杯內壁有液滴出現，將燒杯迅速倒轉過來，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到_____________。甲得出結論： 猜想Ⅱ正確。

乙同學方案：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量發酵粉于加足量水后形成的無色稀溶液，再加入過量CaCl2溶液，靜置。	有白色沉淀產生	化學方程式 __________。
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 ____________。

乙得出結論： 猜想Ⅲ正確。

丙同學方案：用如圖2所示，錐形瓶中分別盛有等質量的碳酸鈉、碳酸氫鈉和發酵粉，再注入等體積、等濃度的足量的稀硫酸，準確測量生成氣體的體積。

記錄如表：

實驗 編號	錐形瓶內物質		最終得到 CO2 體積/mL
	名稱	質量/g
①	碳酸鈉	a	V1
②	碳酸氫鈉	a	V2
③	發酵粉	a	V3

【實驗結論】經同學們討論，最終確認：該發酵粉是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。

【反思應用】

（1）同學們討論時認為：甲同學方案不嚴密的原因是_____________________________。

（2）乙同學方案中，實驗①中加入CaCl2溶液要過量的目的是____________________。

（3）丙同學方案也能得到正確結論應滿足的條件是_____________________________。

（4）制作饅頭、面包時，將面粉發酵（產生有機酸），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，剩余固體的質量為8.9g，計算該白色粉末中Na2CO3的質量分數為 _________________。(寫出計算過程)

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也會產生相同的現象 （其它表達合理時，也可） 除凈碳酸鈉 V1＜V3＜V2 碳酸氫鈉與有機酸（在水溶液中）反應生成二氧化碳氣體，（氣體在面團中形成許多小氣室 ，使饅頭、面包疏松多孔） 30%

【解析】【進行猜想】發酵粉主要是碳酸鈉或碳酸氫鈉與有機酸反應，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；

【實驗探究】由于燒杯中有水霧出現，說明有水生成，故說明混合物中一定有碳酸氫鈉，故同時有二氧化碳生成，故加入澄清石灰水的現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生成沉淀，而碳酸鈉可以與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，題中有白色沉淀生成，說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生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應方程式為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，故再加入稀鹽酸有氣體生成，則說明溶液中一定有碳酸氫鈉；

【反思應用】

（1）甲同學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，故是錯誤的；

（2）乙同學方案中，實驗①中加入CaCl2溶液要過量的目的是除盡碳酸鈉，防止對后面碳酸氫鈉的確定造成影響；

（3）由質量守恒定律，碳酸鈉與稀硫酸反應生成二氧化碳中，碳酸鈉與二氧化碳的關系式為Na2CO3---- CO2，碳酸氫鈉與稀硫酸反應生成二氧化碳中，碳酸氫鈉與二氧化碳的關系式NaHCO3---- CO2,故等質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，碳酸氫鈉生成的二氧化碳的質量比碳酸鈉生成的二氧化碳的質量多，故V1＜V2，當固體是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物時，生成的二氧化碳的質量大于V1小于V2，故滿足的條件是V1＜V3＜V2；

（4）發酵粉使饅頭變得孫軟的原因是碳酸氫鈉與有機酸（在水溶液中）反應生成二氧化碳氣體，（氣體在面團中形成許多小氣室 ，使饅頭、面包疏松多孔）；

（5）由題可知，生成二氧化碳氣體的質量為12.0g-9.8g=2.2g，

設生成2.2g的二氧化碳需要碳酸氫鈉的質量為x

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

168 44

x 2.2g

= 解得x=8.4g

原樣品中碳酸鈉的質量為12.0g-8.4g=3.6g

原樣品中碳酸鈉的質量分數為=30%