《2025年暑假Happy假日九年级化学人教版》

15. 在校园“消防日”活动中,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为$NaHCO_{3}$。
②$NaHCO_{3}$受热分解生成$Na_{2}CO_{3}$、二氧化碳和水;$Na_{2}CO_{3}$受热不分解。
③$NaHCO_{3}$溶液呈碱性,且不与$BaCl_{2}$溶液发生反应。
【提出猜想】
猜想一:固体成分为$NaHCO_{3}$。
猜想二:固体成分为$Na_{2}CO_{3}$。
猜想三:固体成分为$NaHCO_{3}$和$Na_{2}CO_{3}$。
【进行实验】
|实验步骤|实验现象|实验结论|
|--|--|--|
|小东同学取少量白色固体于试管中,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】小玫认为小东得出的结论不准确,理由是$Na_{2}CO_{3}$溶液也呈碱性，也能使无色酚酞溶液变红。
【实验探究】兴趣小组的同学继续进行实验。
|实验步骤|实验现象|实验结论|
|--|--|--|
|①将少量白色固体于试管中加热，并将生成的气体通入澄清石灰水|澄清石灰水变浑浊|固体中含有$NaHCO_{3}$|
|②另取少量白色固体于试管中,加水使之完全溶解,再滴加$BaCl_{2}$溶液|有白色沉淀生成|发生反应的化学方程式为$Na_{2}CO_{3}+BaCl_{2}=BaCO_{3}\downarrow + 2NaCl$,固体中含有$Na_{2}CO_{3}$|
【实验结论】猜想三正确。
【拓展延伸】上述实验步骤②能(填“能”或“不能”)用$Ba(NO_{3})_{2}$溶液代替$BaCl_{2}$溶液,理由是$Ba(NO_{3})_{2}$也能与$Na_{2}CO_{3}$反应生成白色沉淀，同样可以检验$Na_{2}CO_{3}$的存在。

答案： 【解析】：
1. **猜想二的成分分析**：
已知干粉灭火器主要成分为$NaHCO_{3}$，$NaHCO_{3}$受热分解生成$Na_{2}CO_{3}$、二氧化碳和水，$Na_{2}CO_{3}$受热不分解。所以残留固体成分可能是未分解的$NaHCO_{3}$，可能是完全分解后的$Na_{2}CO_{3}$，也可能是部分分解后的$NaHCO_{3}$和$Na_{2}CO_{3}$的混合物，故猜想二固体成分为$Na_{2}CO_{3}$。
2. **对小东实验结论的质疑**：
因为$NaHCO_{3}$溶液呈碱性，$Na_{2}CO_{3}$溶液也呈碱性，都能使无色酚酞溶液变红，所以仅根据无色酚酞溶液变红不能得出猜想一成立，可能是$Na_{2}CO_{3}$或$NaHCO_{3}$与$Na_{2}CO_{3}$的混合物。
3. **实验探究步骤及现象分析**：
①要证明固体中含有$NaHCO_{3}$，根据$NaHCO_{3}$受热分解生成二氧化碳，可将少量白色固体于试管中加热，并将生成的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，从而证明固体中含有$NaHCO_{3}$。
②要证明固体中含有$Na_{2}CO_{3}$，因为$Na_{2}CO_{3}$能与$BaCl_{2}$溶液反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，化学方程式为$Na_{2}CO_{3}+BaCl_{2}=BaCO_{3}\downarrow + 2NaCl$，所以实验现象是有白色沉淀生成。
4. **拓展延伸**：
上述实验步骤②能用$Ba(NO_{3})_{2}$溶液代替$BaCl_{2}$溶液，因为$Ba(NO_{3})_{2}$也能与$Na_{2}CO_{3}$反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠，化学方程式为$Na_{2}CO_{3}+Ba(NO_{3})_{2}=BaCO_{3}\downarrow + 2NaNO_{3}$，同样可以检验$Na_{2}CO_{3}$的存在。
【答案】：
$Na_{2}CO_{3}$；$Na_{2}CO_{3}$溶液也呈碱性，也能使无色酚酞溶液变红；将少量白色固体于试管中加热，并将生成的气体通入澄清石灰水；有白色沉淀生成；$Na_{2}CO_{3}+BaCl_{2}=BaCO_{3}\downarrow + 2NaCl$；能；$Ba(NO_{3})_{2}$也能与$Na_{2}CO_{3}$反应生成白色沉淀，同样可以检验$Na_{2}CO_{3}$的存在。