Question

【题目】馒头、面包等发面食品在制作时都需使用发酵粉，发酵粉的主要成分最常见的是碳酸钠、碳酸氢钠等。某兴趣小组的同学对制作馒头用的发酵粉（白色粉末）进行探究。

【提出问题】白色粉末成分是什么？

【进行猜想】 猜想Ⅰ：碳酸钠 ； 猜想Ⅱ：碳酸氢钠； 猜想Ⅲ：__________________。

【初步探究】取少量白色粉末于试管中，加适量水，测得溶液的 pH=10.5，说明溶液呈________性。

【查阅资料】

（1）碳酸氢钠受热易分解，该反应可表示为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O；而碳酸钠很稳定，受热不易分解。

（2）参照实验：

	NaHCO3稀溶液	Na2CO3稀溶液
加入稀盐酸	产生气泡	产生气泡
加入CaCl2溶液	无明显变化	溶液变浑浊

【实验探究】:

甲、乙、丙三位同学分别设计三种不同实验方案进行探究。

甲同学方案：如图1，取适量发酵粉在铜片上加热，加热一段时间后，观察到烧杯内壁有液滴出现，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到_____________。甲得出结论： 猜想Ⅱ正确。

乙同学方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量发酵粉于加足量水后形成的无色稀溶液，再加入过量CaCl2溶液，静置。	有白色沉淀产生	化学方程式 __________。
②再取步骤①的上层清液，加入稀盐酸	有气泡冒出	该清液中含 ____________。

乙得出结论： 猜想Ⅲ正确。

丙同学方案：用如图2所示，锥形瓶中分别盛有等质量的碳酸钠、碳酸氢钠和发酵粉，再注入等体积、等浓度的足量的稀硫酸，准确测量生成气体的体积。

记录如表：

实验 编号	锥形瓶内物质		最终得到 CO2 体积/mL
	名称	质量/g
①	碳酸钠	a	V1
②	碳酸氢钠	a	V2
③	发酵粉	a	V3

【实验结论】经同学们讨论，最终确认：该发酵粉是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。

【反思应用】

（1）同学们讨论时认为：甲同学方案不严密的原因是_____________________________。

（2）乙同学方案中，实验①中加入CaCl2溶液要过量的目的是____________________。

（3）丙同学方案也能得到正确结论应满足的条件是_____________________________。

（4）制作馒头、面包时，将面粉发酵（产生有机酸），再加入适量的碳酸氢钠，可以使馒头、面包松软。原因是________________。

（5）将12.0g该白色粉末加热至完全反应，剩余固体的质量为8.9g，计算该白色粉末中Na2CO3的质量分数为 _________________。(写出计算过程)

Answer 1

【答案】 碳酸钠和碳酸氢钠 碱 澄清石灰水变浑浊 CaCl2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2 NaCl； 碳酸氢钠(NaHCO3) 猜想Ⅲ也会产生相同的现象 （其它表达合理时，也可） 除净碳酸钠 V1＜V3＜V2 碳酸氢钠与有机酸（在水溶液中）反应生成二氧化碳气体，（气体在面团中形成许多小气室 ，使馒头、面包疏松多孔） 30%

【解析】【进行猜想】发酵粉主要是碳酸钠或碳酸氢钠与有机酸反应，故猜想Ⅲ是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；

【初步探究】溶液的pH大于7，故溶液显碱性；

【实验探究】由于烧杯中有水雾出现，说明有水生成，故说明混合物中一定有碳酸氢钠，故同时有二氧化碳生成，故加入澄清石灰水的现象是澄清石灰水变浑浊；①由资料可知，碳酸氢钠与氯化钙不反应生成沉淀，而碳酸钠可以与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，题中有白色沉淀生成，说明溶液中一定有碳酸钠，故可以得出原混合物中一定有碳酸钠，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应方程式为CaCl2 + Na2CO3= CaCO3↓+ 2 NaCl；②、步骤①中加入足量的氯化钙将碳酸钠完全反应，故再加入稀盐酸有气体生成，则说明溶液中一定有碳酸氢钠；

【反思应用】

（1）甲同学的方案只能得出混合物中含有碳酸氢钠，不能得出没有碳酸钠，故是错误的；

（2）乙同学方案中，实验①中加入CaCl2溶液要过量的目的是除尽碳酸钠，防止对后面碳酸氢钠的确定造成影响；

（3）由质量守恒定律，碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳中，碳酸钠与二氧化碳的关系式为Na2CO3---- CO2，碳酸氢钠与稀硫酸反应生成二氧化碳中，碳酸氢钠与二氧化碳的关系式NaHCO3---- CO2,故等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与等体积、等浓度的足量的稀硫酸反应，碳酸氢钠生成的二氧化碳的质量比碳酸钠生成的二氧化碳的质量多，故V1＜V2，当固体是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，生成的二氧化碳的质量大于V1小于V2，故满足的条件是V1＜V3＜V2；

（4）发酵粉使馒头变得孙软的原因是碳酸氢钠与有机酸（在水溶液中）反应生成二氧化碳气体，（气体在面团中形成许多小气室 ，使馒头、面包疏松多孔）；

（5）由题可知，生成二氧化碳气体的质量为12.0g-9.8g=2.2g，

设生成2.2g的二氧化碳需要碳酸氢钠的质量为x

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

168 44

x 2.2g

= 解得x=8.4g

原样品中碳酸钠的质量为12.0g-8.4g=3.6g

原样品中碳酸钠的质量分数为=30%