Question

【题目】学校在进行消防演练过程中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分(不考虑杂质的影响)。

[查阅资料]

①干粉灭火器的主要成分是碳酸氢钠。

②碳酸氢钠受热分解 生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热难分解。

③碳酸氢钠与氯化钙不发生反应。.

[提出猜想]

猜想--:固体成分为碳酸钠;

猜想二:固体成分为碳酸氢钠;

猜想三:固体成分为________________。

[实验验证]

步骤	现象	结论
小明同学取少是白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞溶液	无色酚酞溶液变红	猜想一成立

[提出质疑]

小红认为小明得出的结论不准确。小红知道碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多症的一种药剂，推测碳酸氢钠的水溶液可能显_______性，并通过实验得到了验证。

[实验探究]小明和小红继续实验:

步骤	现象	结论
1.取少量白色固体加热，将生成的气体通入澄清石灰水中。	澄清石灰水变浑浊	固体中含有碳酸氢钠，写出石灰水变浑浊的化学方程式:__________________
2.另取少量的白色固体加水溶解，向所得溶液中滴入氯化钙溶液。	_____________	总结论:猜想三成立

[拓展延伸]

师生通过讨论又设计了另-种实验方案(如下图):关闭弹簧夹，将注射器内等体积、等质量分数的稀盐酸同时加入试管中，观察到甲、乙丙的三支试管中均有气泡产生。

(1)丙试管中的m的数值为______g;

(2)0.5g碳酸钠与5%的稀盐酸完全反应,生成二氧化碳的质量为____ g. (结果精确到0.1)

(3)关闭注射器活塞，打开弹簧夹，待反应结束后(固体完全消失),打开弹簧夹，U型管两侧液面变化是:___________，U型管右侧液面变化大小比较是:______，进一步证明猜想三成立。

Answer 1

【答案】碳酸钠与碳酸氢钠的混合物 碱 CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+ H2O 有白色沉淀生成（或溶液变浑浊）。 0.5 0.2 右侧液面均升高或左侧液面均降低 乙＞丙＞甲

【解析】

[提出猜想]

根据“碳酸氢钠受热分解 生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热难分解。猜想--:固体成分为碳酸钠”可知，碳酸氢钠完全分解灭火后残留的白色固体是碳酸钠，没有分解是碳酸氢钠，部分分解是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。因此：

猜想三:固体成分为碳酸钠和碳酸氢钠混合物

[提出质疑]

小红知道碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多症的一种药剂，推测碳酸氢钠的水溶液可能显碱性，并通过实验得到了验证。

[实验探究]

实验步骤1：.取少量白色固体加热，将生成的气体通入澄清石灰水中。澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，根据“碳酸氢钠受热分解 生成碳酸钠、水和二氧化碳”可知，固体中含有碳酸氢钠，石灰水中氢氧化钙与二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式：CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+ H2O；

实验步骤2：另取少量的白色固体加水溶解，向所得溶液中滴入氯化钙溶液。有白色沉淀产生，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，说明氯化钙与碳酸钠反应产生碳酸钙白色沉淀；

实验结论：固体中同时含有碳酸钠和碳酸氢钠，猜想三成立；

[拓展延伸]

(1)根据控制变量法原理，丙试管中的m的数值与试管甲和试管乙的质量相等，为0.5g;

(2)设生成二氧化碳的质量为x。

x0.2g；

(3)关闭注射器活塞，打开弹簧夹，待反应结束后,打开弹簧夹，U型管左侧产生二氧化碳气体，压强变大，两侧液面变化是：右侧液面均升高或左侧液面均降低；

解：设0.5g碳酸氢钠产生的二氧化碳的质量为y，

y0.26g

等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量的盐酸反应，碳酸氢钠产生的二氧化碳气体体积大，碳酸钠产生的气体体积小，碳酸钠与碳酸氢钠混合物产生的二氧化碳体积介于两者之间，则U型管右侧液面变化大小比较是：乙＞丙＞甲，进一步证明猜想三成立。