河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué) 馬右臻

話說菠菜與豆腐

河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué) 馬右臻

菠菜營(yíng)養(yǎng)豐富，但其中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽，與鹵水豆腐同食易導(dǎo)致結(jié)石。化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)此說法頗感興趣，決定探個(gè)究竟。

探究一：菠菜里是否含有可溶性草酸鹽和碳酸鹽？

【查閱資料】①可溶性草酸鹽和碳酸鹽能與CaCl2溶液或CaSO4溶液反應(yīng)生成難溶于水的草酸鈣（CaC2O4）、碳酸鈣；②醋酸（化學(xué)式用HAc表示）不與草酸鈣反應(yīng)，但與碳酸鈣反應(yīng)生成可溶性醋酸鈣【Ca(Ac)2】。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】1.將菠菜在少量開水中煮沸2分鐘～3分鐘，過濾，取1 mL～2 mL濾液于試管中，滴加足量CaCl2溶液或CaSO4溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，則白色沉淀為草酸鈣、碳酸鈣中的一種或兩種。

2.取步驟1中的沉淀于試管中，加入過量醋酸溶液，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，沉淀部分溶解，且有氣泡產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁，則步驟1中的沉淀為草酸鈣和碳酸鈣。

【結(jié)論及解釋】加入足量CaCl2溶液或CaSO4溶液的目的是將溶液中的草酸根離子和碳酸根離子完全沉淀出來；步驟2中澄清石灰水變渾濁，說明步驟1中的沉淀中含有碳酸鈣，因?yàn)镃aCO3+2HAc= Ca(Ac)2+H2O+CO2↑，從而說明菠菜中含有可溶性碳酸鹽；沉淀部分溶解，說明步驟1中的沉淀中還有草酸鈣，因?yàn)椴菟徕}與醋酸不反應(yīng)，從而說明菠菜中還含有可溶性草酸鹽。

【反思及交流】小臻同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中沒有驗(yàn)證步驟2中剩余沉淀為草酸鈣，為此他進(jìn)一步查閱資料：①草酸鈣不溶于水和醋酸，但能溶于鹽酸等強(qiáng)酸；②草酸（H2C2O4）是酸性強(qiáng)于醋酸的二元有機(jī)酸，且具有較強(qiáng)的還原性，能在酸性條件下使高錳酸鉀溶液褪色。

據(jù)此，小臻同學(xué)取步驟2中剩余沉淀于試管中，加入足量的稀鹽酸，可觀察到沉淀全部消失，然后向所得溶液中滴加幾滴高錳酸鉀溶液，可觀察到溶液紫紅色褪去，由此得出：剩余沉淀為草酸鈣，進(jìn)一步證明菠菜中含有可溶性草酸鹽。

制作鹵水豆腐的過程中需要加入石膏（主要成分是CaSO4），CaSO4能與菠菜中的可溶性草酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成草酸鈣，草酸鈣為結(jié)石的主要成分，故菠菜與鹵水豆腐同食易導(dǎo)致結(jié)石。

化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)草酸鈣的性質(zhì)產(chǎn)生了興趣，于是繼續(xù)探究。

探究二 草酸鈣高溫分解的產(chǎn)物是什么？

【查閱資料】草酸鈣高溫完全分解得到兩種氣態(tài)氧化物和一種固態(tài)氧化物。

【猜想與假設(shè)】?jī)煞N氣態(tài)氧化物分別為CO、CO2，固態(tài)氧化物為CaO。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】1.取草酸鈣于一玻璃直管中，用酒精噴燈加熱，將產(chǎn)生的氣體依次通過：①澄清石灰水、②氫氧化鈉溶液、③濃硫酸、④灼熱氧化銅、⑤澄清石灰水，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①澄清石灰水變渾濁、④灼熱氧化銅粉末由黑色變紅色、⑤澄清石灰水變渾濁，從而證明草酸鈣高溫完全分解生成CO2及CO。

2.取玻璃直管中的剩余固體于試管中，加入適量的水，用手觸摸試管壁；靜置后取上層清液，滴加無色酚酞溶液。試管壁發(fā)燙，溶液變紅，說明草酸鈣高溫完全分解生成CaO。

【結(jié)論及解釋】草酸鈣高溫完全分解生成CO、CO2和CaO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為步驟1中將產(chǎn)生的氣體通入①澄清石灰水是為了驗(yàn)證CO2的生成，②氫氧化鈉溶液是為了吸收多余的CO2，③濃硫酸是為了吸收水分，④灼熱的氧化銅與⑤澄清石灰水是為了驗(yàn)證CO的生成。