Question

18．小軍見到一種“化學爆竹”（見圖）只要用手拍打錫紙袋，擲在地上，錫紙袋隨后就會突然爆開并伴隨響聲．他認為，這是錫紙袋中的物質發生化學反應生成氣體造成的，于是想探究錫紙袋中的物質成分．
【提出問題】錫紙袋中的物質是什么？
【查閱資料】主要內容如下．
①過氧化氫分解生成氧氣，化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②活潑金屬與酸反應生成氫氣，例如鎂與稀硫酸反應生成氫氣，化學方程式為Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
③含有碳酸根或碳酸氫根的鹽與酸反應生成二氧化碳．
【猜想與驗證】小軍打開一個未用過的錫紙袋，內有一包無色液體和一些白色固體．
（1）猜想：無色液體為酸．
驗證：在兩支試管中分別加入2mL水和該無色液體，各滴加3滴紫色石蕊試液．紫色石蕊試液遇水不變色，遇該無色液體變紅．
試驗的初步結論：無色液體為酸．  小軍取兩試管進行實驗的目的是作空白實驗，進行對比．
（2）猜想：白色固體為含有碳酸根或碳酸氫根的鹽．
驗證：請你運用初中所學知識，幫助小軍完成下列實驗報告．

主要實驗裝置	主要操作步驟	主要實驗現象	實驗操作目的
	在瓶中加入少量白色固體，再加入適量水，振蕩，靜置	白色固體溶解	驗證白色固體 是否可溶
	①在分液漏斗中加入稀鹽酸．塞上膠塞，打開活塞，放出適量溶液后，關閉活塞． ②將氣體通入澄清石灰水	①大量氣泡產生 ②澄清石灰水變渾濁	驗證生成氣體的成分
實驗的初步結論：白色固體是可溶性碳酸鹽，可能為碳酸鈉或碳酸氫鈉．

小軍為進一步驗證自己的初步結論，繼續查找資料，得到下表．

	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5g	21.5g	39.7g	49.0g
NaHCO3	8.1g	9.6g	11.1g	12.7g

根據上表數據，該白色固體的檢驗方法是20℃時，在100g水中加入11g該白色固體，充分溶解后，若有白色固體剩余，為碳酸氫鈉；否則為碳酸鈉．
【反思】通過該探究實驗，你還想學習的知識是碳酸鈉和碳酸氫鈉化學性質上有哪些差異．

Answer 1

分析 [查閱資料]
①過氧化氫化學式為H₂O₂，不穩定易分解生成水和氧氣；在二氧化錳催化下分解速度加快；
②鎂的金屬活動性處于氫前面，可以與稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣；
[猜想與驗證]
（1）酸能使紫色石蕊變成紅色，為便于觀察顏色變化，可取石蕊滴入水中進行對比；
（2）碳酸鹽遇酸可放出能使澄清石灰水變渾濁的氣體二氧化碳，實驗室通常使稀鹽酸和澄清石灰水檢驗碳酸鹽；該實驗為檢驗白色固體為含有碳酸根或碳酸氫根的鹽，因此，可采取上述方法進行；
碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性存在很大差異，可使用這一特點，取一定量白色固體在一特定溫度下溶解，由于碳酸鈉的溶解度較大，因此如果所取固體完全溶解，則白色固體為碳酸鈉；
[反思]
碳酸鈉和碳酸氫鈉在組成上很相似，但組成畢竟是不同的，那么，它們除了溶解性上的差異外，在化學性質上是否也有不同．

解答 解：[查閱資料]
①二氧化錳催化下過氧化氫分解生成水，同時放出氧氣；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②鎂為活潑金屬能與稀硫酸發生置換反應，生成硫酸鎂和氫氣；
故答案為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
[猜想與驗證]
（1）取相同量的水滴加此色石蕊液，石蕊仍為紫色，對比酸溶液使石蕊變紅，使現象更明顯；
故答案為：作空白實驗，進行對比；
（2）為檢驗白色固體為含有碳酸根或碳酸氫根的鹽，采取滴加稀鹽酸并把產生氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁即可得到白色固體為含有碳酸根或碳酸氫根的鹽的初步結論；
故答案為：①稀鹽酸；②將氣體通入澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁；
為便于操作選取室溫下進行白色固體的溶解；根據兩物質在20℃時的溶解度：碳酸鈉為21.5g、碳酸氫鈉為9.6g，因此可取白色固體質量大于9.6g而小于21.5g之間的質量加入100g水中進行溶解，白色固體若全部溶解則為碳酸鈉，白色固體若未能完全溶解則為碳酸氫鈉；
故答案為：20℃時，在100g水中加入11g該白色固體，充分溶解后，若有白色固體剩余，為碳酸氫鈉；否則為碳酸鈉；
[反思]
兩種物質都含有碳酸根，但碳酸氫鈉中還含有氫，它們的化學性質是否相同可進一步進行探究；
故答案為：碳酸鈉和碳酸氫鈉化學性質上有哪些差異．
答案：
[查閱資料]
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；②Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
[猜想與驗證]
（1）作空白實驗，進行對比；
（2）①稀鹽酸；②將氣體通入澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁；
20℃時，在100g水中加入11g該白色固體，充分溶解后，若有白色固體剩余，為碳酸氫鈉；否則為碳酸鈉；
【反思】碳酸鈉和碳酸氫鈉化學性質上有哪些差異．

點評 利用物質溶解性的明顯差異，取一定量物質進行溶解，根據溶解的情況也能區別物質．