Question

網(wǎng)友曝出某食品加工廠竟然將碳酸氫銨當做膨松劑加入面粉中制作餅干．某化學研究小組同學對此產(chǎn)生了疑問，并進行了科學探究活動．
【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碳酸氫銨列為一般公認安全物質．《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》中規(guī)定可以使用食品級碳酸氫銨．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，甲同學設計圖1所示的實驗方案和流程，并實驗得到相應現(xiàn)象，回答下列問題：
（1）氣體A的化學式為

 

．
（2）固體C成分的化學式為

 

．
（3）乙同學認為步驟①③都可以省略，于是設計了圖2（a）所示實驗方案，對甲同學的實驗結論進行驗證探究．

①乙同學在實驗加熱過程中，關閉K₂，打開K₁，發(fā)現(xiàn)濕潤的紅色石蕊試紙未變藍，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，實驗終于獲得成功．
②乙同學繼續(xù)加熱，并關閉K1，打開K2，觀察試管中的變化．丙同學認為將試管中的澄清石灰水換成水，也能得出正確結論，原因是

 

．
【定量研究】為進一步確認膨松劑中各成分含量，同學們取一包樣品分成等質量的兩份，選用圖2（a）和圖2（b）實驗裝置，分別組合進行實驗：（設該樣品中各成分混合均勻）

實驗序號	實驗操作	最終數(shù)據(jù)記錄
實驗1	關閉K2，打開K1，橡皮管連接AC，加熱試管	裝置C增重13.2g
實驗2	關閉K1，打開K2，橡皮管連接   ，加熱試管	裝置A增重1.7g

【實驗問題】根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)計算，實驗2中產(chǎn)生的水的質量為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,二氧化碳的化學性質,鹽的化學性質

專題：科學探究

分析：（1）與堿反應生成的氣體是氨氣，且該物質必含銨根離子，故含有碳酸氫銨，加熱分解后的物質和鹽酸反應生成氣體，應含有小蘇打（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氣體，可選用氫氧化鈉溶液；②澄清石灰水的作用是判斷反應是否進行完全，水也可代替其作用（沒有氣泡說明反應完）；
【定量研究】根據(jù)濃硫酸質量的增加量考慮生成氨氣的質量，在測量氨氣質量之前需除去水蒸氣和二氧化碳．
【實驗問題】如果裝置B增重1.7g，因為碳酸氫銨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量是4.4g，則生成水的質量為1.8g；又因為碳酸氫鈉分解也生成二氧化碳，若測得C增重為13.2g，那么碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質量=13.2g-4.4g=8.8g，根據(jù)8.8g二氧化碳的質量求生成水的質量的質量為3.6g，故產(chǎn)生水的總量為5.4g．

解答：解：（1）與堿反應生成的氣體A是氨氣；（2）加熱分解后的物質和鹽酸反應生成氣體，應含有小蘇打（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，應先把其中的二氧化碳氣體除去，利用二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，所以可選用C裝置；
②澄清石灰水的作用是判斷反應是否進行完全，水也可代替其作用（沒有氣泡說明反應完）；
【定量研究】根據(jù)濃硫酸質量的增加量考慮生成氨氣的質量，在測量氨氣質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；
【實驗問題】如果裝置B增重1.7g，因為碳酸氫銨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量是4.4g，則生成水的質量為1.8g；又因為碳酸氫鈉分解也生成二氧化碳，若測得C增重為13.2g，那么碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質量=13.2g-4.4g=8.8g，根據(jù)8.8g二氧化碳的質量求生成水的質量，設生成8.8g二氧化碳同時生成水的質量為x；設生成1.7g氨氣同時生成水的質量為y；
【總結反思】最不適合用碳酸氫銨做膨松劑的是蒸饅頭．
解：設NaHCO₃、NH₄HCO₃加熱生成水的質量分別為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是否進行完全（沒有氣泡說明反應完了）；
【定量研究】CA；
【實驗問題】5.4克．

點評：本題考查實驗探究物質的組成成分、猜想與事實驗證、Na⁺檢驗方法、鈉鋁重要化合物及銨鹽的性質等，本題考查的為實驗探究題，解這類題的關鍵，就是抓住題給的信息，認真分析來完成題目，液面難度中等．