Question

網(wǎng)友曝出某食品加工廠竟然將碳酸氫銨當(dāng)做膨松劑加入面粉中制作餅干．某化學(xué)研究小組同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了疑問，并進(jìn)行了科學(xué)探究活動(dòng)．
【提出問題】①碳酸氫銨是一種化肥，能否用于食品加工中？②某品牌的膨松劑的成分是什么？
【查閱資料】①國家食品和藥物管理局將食品級(jí)碳酸氫銨列為一般公認(rèn)安全物質(zhì)．《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定可以使用食品級(jí)碳酸氫銨．②膨松劑是一種食品添加劑．它在食品制作過程中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，使食品變得松軟．常用的膨松劑主要有碳酸氫鈉和碳酸氫銨中的一種或兩種物質(zhì)組成．③氨氣是一種有刺激性氣味的氣體，極易溶于水，水溶液呈堿性．④2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
【定性研究】為探究某品牌膨松劑的主要成分，甲同學(xué)設(shè)計(jì)圖1所示的實(shí)驗(yàn)方案和流程，并實(shí)驗(yàn)得到相應(yīng)現(xiàn)象，回答下列問題：
（1）氣體A的化學(xué)式為

 

．
（2）固體C成分的化學(xué)式為

 

．
（3）乙同學(xué)認(rèn)為步驟①③都可以省略，于是設(shè)計(jì)了圖2（a）所示實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證探究．

①乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)加熱過程中，關(guān)閉K₂，打開K₁，發(fā)現(xiàn)濕潤的紅色石蕊試紙未變藍(lán)，他經(jīng)過一番思考，在K₁處添加了圖2（b）中的

 

（選填字母）裝置，實(shí)驗(yàn)終于獲得成功．
②乙同學(xué)繼續(xù)加熱，并關(guān)閉K1，打開K2，觀察試管中的變化．丙同學(xué)認(rèn)為將試管中的澄清石灰水換成水，也能得出正確結(jié)論，原因是

 

．
【定量研究】為進(jìn)一步確認(rèn)膨松劑中各成分含量，同學(xué)們?nèi)∫话鼧悠贩殖傻荣|(zhì)量的兩份，選用圖2（a）和圖2（b）實(shí)驗(yàn)裝置，分別組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（設(shè)該樣品中各成分混合均勻）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	最終數(shù)據(jù)記錄
實(shí)驗(yàn)1	關(guān)閉K2，打開K1，橡皮管連接AC，加熱試管	裝置C增重13.2g
實(shí)驗(yàn)2	關(guān)閉K1，打開K2，橡皮管連接   ，加熱試管	裝置A增重1.7g

【實(shí)驗(yàn)問題】根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，實(shí)驗(yàn)2中產(chǎn)生的水的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,二氧化碳的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：（1）與堿反應(yīng)生成的氣體是氨氣，且該物質(zhì)必含銨根離子，故含有碳酸氫銨，加熱分解后的物質(zhì)和鹽酸反應(yīng)生成氣體，應(yīng)含有小蘇打（碳酸氫鈉）；
（2）加熱碳酸氫鈉分解，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故固體C為碳酸鈉；
（3）①為除去氨氣中的二氧化碳?xì)怏w，可選用氫氧化鈉溶液；②澄清石灰水的作用是判斷反應(yīng)是否進(jìn)行完全，水也可代替其作用（沒有氣泡說明反應(yīng)完）；
【定量研究】根據(jù)濃硫酸質(zhì)量的增加量考慮生成氨氣的質(zhì)量，在測(cè)量氨氣質(zhì)量之前需除去水蒸氣和二氧化碳．
【實(shí)驗(yàn)問題】如果裝置B增重1.7g，因?yàn)樘妓釟滗@受熱分解生成一份氨氣和一份二氧化碳，那么生成二氧化碳的質(zhì)量是4.4g，則生成水的質(zhì)量為1.8g；又因?yàn)樘妓釟溻c分解也生成二氧化碳，若測(cè)得C增重為13.2g，那么碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質(zhì)量=13.2g-4.4g=8.8g，根據(jù)8.8g二氧化碳的質(zhì)量求生成水的質(zhì)量的質(zhì)量為3.6g，故產(chǎn)生水的總量為5.4g．

解答：解：（1）與堿反應(yīng)生成的氣體A是氨氣；（2）加熱分解后的物質(zhì)和鹽酸反應(yīng)生成氣體，應(yīng)含有小蘇打（碳酸氫鈉），2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故固體C為碳酸鈉；
（3）①為了證明有氨氣的存在，應(yīng)先把其中的二氧化碳?xì)怏w除去，利用二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以可選用C裝置；
②澄清石灰水的作用是判斷反應(yīng)是否進(jìn)行完全，水也可代替其作用（沒有氣泡說明反應(yīng)完）；
【定量研究】根據(jù)濃硫酸質(zhì)量的增加量考慮生成氨氣的質(zhì)量，在測(cè)量氨氣質(zhì)量之前需除去水蒸氣和二氧化碳，故用氫氧化鈉除去二氧化碳，用濃硫酸除去水蒸氣；
【實(shí)驗(yàn)問題】如果裝置B增重1.7g，因?yàn)樘妓釟滗@受熱分解生成一份氨氣和一份二氧化碳，那么生成二氧化碳的質(zhì)量是4.4g，則生成水的質(zhì)量為1.8g；又因?yàn)樘妓釟溻c分解也生成二氧化碳，若測(cè)得C增重為13.2g，那么碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質(zhì)量=13.2g-4.4g=8.8g，根據(jù)8.8g二氧化碳的質(zhì)量求生成水的質(zhì)量，設(shè)生成8.8g二氧化碳同時(shí)生成水的質(zhì)量為x；設(shè)生成1.7g氨氣同時(shí)生成水的質(zhì)量為y；
【總結(jié)反思】最不適合用碳酸氫銨做膨松劑的是蒸饅頭．
解：設(shè)NaHCO₃、NH₄HCO₃加熱生成水的質(zhì)量分別為x、y．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑                        NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
                 18  44                                    17    18   
                 x   8.8g                                  1.7g   y
則

18

44

=

x

8.8g

，解得x=3.6g                            則

17

18

=

1.7g

y

，解得y=1.8g
故水的質(zhì)量為3.6g+1.8g=5.4g  
故答案為：
【定性研究】（1）NH₃；（2）Na₂CO₃；
（3）C； 水的作用是判斷分解反應(yīng)是否進(jìn)行完全（沒有氣泡說明反應(yīng)完了）；
【定量研究】CA；
【實(shí)驗(yàn)問題】5.4克．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分、猜想與事實(shí)驗(yàn)證、Na⁺檢驗(yàn)方法、鈉鋁重要化合物及銨鹽的性質(zhì)等，本題考查的為實(shí)驗(yàn)探究題，解這類題的關(guān)鍵，就是抓住題給的信息，認(rèn)真分析來完成題目，液面難度中等．