Question

9．某校同學(xué)對市場上的食品疏松劑進行了如下探究．
實驗一：甲小組的同學(xué)收集到一包主要成分是小蘇打（碳酸氫鈉）的疏松劑
（1）取樣品溶于適量的水中，測得溶液的pH大于7．
（2）向小蘇打樣品中滴加鹽酸，有大量氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗該氣體是二氧化碳．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）同學(xué)們通過查閱資料，在老師的指導(dǎo)下采用了圖1所示裝置用小蘇打和純堿做了對比實驗．實驗中小試管內(nèi)沾有無水硫酸銅粉末的棉花球變成藍(lán)色，a燒杯中石灰水無明顯現(xiàn)象，b燒杯中石灰水出現(xiàn)白色渾濁．試回答：
①在實驗結(jié)束時，操作上要注意的問題是：先將燒杯a、b中的導(dǎo)氣管移出，再熄滅酒精燈．
②由實驗（3）可以得出的結(jié)論是碳酸鈉受熱不分解，碳酸氫鈉受熱分解出水和CO₂等物質(zhì)．北方農(nóng)村地區(qū)用“堿面”（碳酸鈉）蒸饅頭時，必須先將面粉發(fā)酵（產(chǎn)生一些有機酸）的原因是使堿面與酸反應(yīng)生成CO₂氣體（碳酸鈉受熱不分解）．
實驗二：乙小組的同學(xué)收集到一包名為“臭粉”的疏松劑，為探究其組成，進行實驗：
（1）“臭粉”為一種白色固體，易溶于水；
（2）取少量樣品與稀鹽酸混合后產(chǎn)生了可以使石灰水變混濁的氣體；
（3）取少量樣品加熱后，產(chǎn)生了有刺激性氣味的氣體；
（4）少量樣品與氫氧化鈉溶液混合后共熱，產(chǎn)生了使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的臭氣．
調(diào)查后得知，“臭粉”的主要成分是初中化學(xué)課本中一種常見的鹽．
①你認(rèn)為該鹽是NH₄HCO₃，它加熱后反應(yīng)的方程式為NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
②用“臭粉”作疏松劑的油炸食品放置后再銷售和食用的原因可能是使煎炸產(chǎn)生的氨氣揮發(fā)．
③某些小商販喜歡選用“臭粉”代替“小蘇打”作疏松劑的原因可能是等質(zhì)量的碳酸氫銨生成氣體的量比碳酸氫鈉多．
實驗三：丙小組同學(xué)探究小蘇打、“臭粉”在制作食品過程中產(chǎn)生氣泡的原因
（1）兩種疏松劑產(chǎn)生的氣體中都含有CO₂．推測產(chǎn)生這種氣體的原因有受熱分解出二氧化碳；與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳．
（2）小組的同學(xué)將少許面粉加入水中取上層液體用pH試紙測得：pH=7．猜測產(chǎn)生氣體的原因是受熱分解出的二氧化碳．
實驗四：丁小組的同學(xué)在某超市發(fā)現(xiàn)一種復(fù)合疏松劑--發(fā)酵粉，其成分見下表：

成分	所用物質(zhì)
碳酸鹽類	碳酸氫鈉
酸性物質(zhì)	檸檬酸、酒石酸等
疏松劑	明礬
其他成分	淀粉、脂肪酸等

（1）這種疏松劑產(chǎn)生的氣體主要是CO₂；產(chǎn)生這種氣體的原因是受熱分解出二氧化碳和與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳．
（2）為測定其中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，小組的同學(xué)設(shè)計了如下實驗，其主要實驗步驟如下：

Ⅰ．按圖2組裝儀器，將50.0g試樣放入錐形瓶中，加入足量某酸溶液；
Ⅱ．測量一定時間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量（見圖3曲線）；
Ⅲ．待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時，打開活塞B，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
Ⅳ．再次稱量干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；
Ⅴ．重復(fù)Ⅲ和Ⅳ的操作，直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變．
討論：
①步驟Ⅰ．加入樣品前還應(yīng)檢查裝置的氣密性，所加的酸溶液是稀硫酸．
②裝置乙的作用是吸收二氧化碳中混有的水蒸氣；從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時，裝置甲的作用是吸收鼓入空氣中的二氧化碳．
③請利用有關(guān)數(shù)據(jù)計算試樣中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 碳酸鈉和碳酸氫鈉是食品工業(yè)常用的試劑，這兩種物質(zhì)熱穩(wěn)定性不同，但是都顯堿性，都能與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，碳酸氫銨中含有的銨根離子與堿性物質(zhì)混合會生成有刺激性氣味的氨氣，含有的碳酸氫根離子與酸結(jié)合能生成二氧化碳?xì)怏w．

解答 解：實驗一：（2）碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，所以本題答案為：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①導(dǎo)管伸入液體中，給加熱試管結(jié)束后，為防止液體倒吸使試管炸裂，需要先將導(dǎo)管移出，再熄滅酒精燈，所以本題答案為：先將燒杯a、b中的導(dǎo)氣管移出，再熄滅酒精燈；
②大試管內(nèi)放的是碳酸鈉，a燒杯中石灰水無明顯現(xiàn)象，說明碳酸鈉受熱不分解，小試管內(nèi)放的是碳酸氫鈉，加熱后無水硫酸銅變藍(lán)，說明有水生成，b燒杯中石灰水了現(xiàn)白色渾濁，說明有二氧化碳生成，從而說明碳酸氫鈉受熱易分解，面團發(fā)酵能產(chǎn)生酸，用堿面蒸饅頭，可以使面團發(fā)酵產(chǎn)生的酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，所以本題答案為：碳酸鈉受熱不分解，碳酸氫鈉受熱分解出水和CO₂等物質(zhì)；使堿面與酸反應(yīng)生成CO₂氣體（碳酸鈉受熱不分解）．
實驗二：①該物質(zhì)能與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，且受熱易分解，說明該物質(zhì)中含碳酸氫根離子，與堿性物質(zhì)混合能產(chǎn)生了使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的臭氣，說明該物質(zhì)中含有銨根離子，故該物質(zhì)為碳酸氫銨，所以本題答案為：NH₄HCO₃；NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑；
②“臭粉”作疏松劑來油炸食品會產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣，所以要放置一段時間，使產(chǎn)生的氨氣揮發(fā)掉，所以本題答案為：使煎炸產(chǎn)生的氨氣揮發(fā)；
③碳酸氫銨中碳酸氫根的含量比碳酸氫鈉中碳酸氫根的含量高，如果兩種物質(zhì)的質(zhì)量相同，碳酸氫銨生成氣體的量比碳酸氫鈉多，所以本題答案為：等質(zhì)量的碳酸氫銨生成氣體的量比碳酸氫鈉多．
實驗三：
（1）小蘇打、“臭粉”中都含有碳酸氫根離子，具有相似的性質(zhì)，都能與酸反應(yīng)生成二氧化碳，都不穩(wěn)定，受熱易分解，所以本題答案為：CO₂；受熱分解出二氧化碳；與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；
（2）用將少許面粉加入水中取上層液體用pH試紙測得：pH=7，說明溶液呈中性，應(yīng)該是受熱分解產(chǎn)生了二氧化碳，所以本題答案為：受熱分解出的二氧化碳．
實驗四：
（1）該疏松劑中含碳酸氫鈉和某些酸類物質(zhì)，所以使用后會生成二氧化碳，根據(jù)碳酸氫鈉的性質(zhì)，可知產(chǎn)生二氧化碳的途徑可以是與酸反應(yīng)，也可以是受熱分解，所以本題答案為：CO₂；受熱分解出二氧化碳；與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；
（2）①要測定二氧化碳的質(zhì)量，必須保證裝置不漏氣，所以進行實驗前要檢查裝置的氣密性，使疏松劑產(chǎn)生二氧化碳可加入稀硫酸，如果加入鹽酸會使二氧化碳中混有氯化氫氣體，所以本題答案為：裝置的氣密性；稀硫酸；
②乙裝置盛的濃硫酸具有吸水性，故可用來干燥二氧化碳，甲裝置盛的是氫氧化鈉溶液，可以吸收空氣中的二氧化碳，防止測定的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以本題答案為：吸收二氧化碳中混有的水蒸氣；吸收鼓入空氣中的二氧化碳；
③解：分析坐標(biāo)，生成二氧化碳的質(zhì)量為22g，設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，則
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
168                                     88
 x                                       22g
 $\frac{168}{88}=\frac{x}{22g}$
 x=42g
∴NaHCO₃%=$\frac{42g}{50g}$×100%=84%
答：試樣中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%．

點評 本題綜合考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨的知識，回答問題時，可以依據(jù)課本已有的知識，靈活應(yīng)用，所以同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)中要加強知識的理解與應(yīng)用．