Question

18．膨松劑是一種食品添加劑．它在面包制作過程中發生反應產生氣體，使面包變得松軟．膨松劑反應產生氣體的量作為檢驗膨松劑品質的一項重要指標．已知某膨松劑含碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種或兩種，化學興趣小組對該膨松劑進行如下探究：

【查閱資料】
（1）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑
（2）堿石灰的成分是CaO和NaOH
探究Ⅰ：檢驗膨松劑的成分
在玻璃管中加入該膨松劑，按圖1連接好裝置．
【觀察與分析Ⅰ】點燃酒精燈．
（1）關閉鐵夾2，打開鐵夾1，觀察澄清石灰水變渾濁，說明產物中有二氧化碳，該反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）打開鐵夾2，關閉鐵夾1，觀察到的現象是無色酚酞試液變紅，說明產物中有氨氣．
（3）充分加熱后，玻璃管中有（填“有”或“無”）固體．
【實驗結論】該膨松劑的成分是碳酸氫鈉和碳酸氫銨混合物．
探究Ⅱ：測定膨松劑受熱產生氣體的質量
用圖2裝置測定該膨松劑中樣品產生的二氧化碳和氨氣的質量（裝置B裝有膨松劑，整套裝置氣密性良好，各裝置中氣體吸收劑足量）．
【觀察與分析Ⅱ】
（4）通過測定實驗前后裝置D的質量，其質量差即為樣品產生二氧化碳的質量，裝置C的作用是除去氨氣和水蒸氣，裝置D的作用是吸收二氧化碳，若沒有裝置E，造成測定結果偏大（填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（5）實驗過程中必須向裝置內通入空氣，裝置A的作用是除去空氣中的二氧化碳（填名稱）．在停止加熱后，繼續通入空氣一段時間，目的是將裝置中殘留的CO₂全部鼓入D中．
（6）若對裝置C、D、E連接順序進行調整，即可用于測定另一份同質量相同樣品受熱分解產生氨氣的質量．C、D、E連接順序為DCE，通過測定實驗前后裝置C的質量，其質量差即為樣品產生氨氣的質量．
【拓展研究】
（7）若將產生的氨氣通過灼熱的氧化銅會生成紅色固體、無色液體和氣體單質三種物質，則該反應的化學方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳能使石灰水變渾濁，二氧化碳和氫氧化鈣反應能生成碳酸鈣沉淀和水；
（2）顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
（3）碳酸氫鈉完全分解后仍有固體碳酸鈉，而碳酸氫銨完全分解后沒有固體剩余．
（4）根據二氧化碳與氫氧化鈉反應和E裝置的作用進行考慮；
（5）根據反應前裝置內的空氣中含有二氧化碳，會影響測定結果，再進行分析；
（6）根據濃硫酸可以吸收氨氣考慮；
（7）根據反應物、生成物和條件書寫化學方程式．

解答 解：（1）碳酸氫鈉、碳酸氫銨受熱分解都能夠生成二氧化碳，關閉鐵夾2，打開鐵夾1，觀察到的現象是澄清的石灰水變渾濁，氫氧化鈣和二氧化碳反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）如果有氨氣生成，則氨氣進入酚酞試液中時，能和水反應生成氨水，氨水顯堿性，能使酚酞試液變紅色．
（3）由結論可知：膨松劑的成分是碳酸氫鈉和碳酸氫銨混合物．
應該繼續完成的實驗是：打開鐵夾1，（關閉鐵夾2），繼續加熱至石灰水中不再有氣泡產生，玻璃管中仍有固體剩余．
（4）濃硫酸具有吸水性，所以是為了除去氣體中的水蒸氣，硫酸能與氨氣反應生成硫酸銨所以也除去了氨氣；D裝置中的堿石灰吸收二氧化碳氣體；E裝置是為了防止空氣中二氧化碳進入裝置D中，如果沒有E裝置，空氣中二氧化碳會進入D裝置，造成二氧化碳增多，結果偏大；
（5）因為二氧化碳能與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，所以氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳；在停止加熱后，仍繼續通入空氣一段時間，目的是將裝置B中二氧化碳全部趕入裝置D中，否則實驗結果會偏小；
（6）先通入D是將水、二氧化碳除去，再通入C質量的增加量就是氨氣的質量，裝置E是防止空氣中水分進入C裝置；
（7）氨氣通過灼熱的氧化銅會生成紅色固體、無色液體和氣體單質三種物質，可知紅色固體為銅單質、無色液體為水、氣體單質是氮氣，化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂；
故答案為：（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）無色酚酞試液變紅；
（3）有；
（4）除去氨氣和水蒸氣；吸收二氧化碳；偏大；
（5）二氧化碳；將裝置中殘留的CO₂全部鼓入D中或使得生成的CO₂全部被D中的堿石灰吸收
（6）DCE
（7）2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂

點評 本題容易出錯的地方是要知道硫酸可以吸收氨氣，在驗證氨氣時要把水除掉，因為濃硫酸具有吸水性；在把裝置B中的二氧化碳排到C裝置時要注意空氣中二氧化碳，必須先除去，才能再排氣體．