Question

9．某校同學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，有大量氣泡產生，經檢驗該氣體是二氧化碳．該反應的化學方程式為NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）同學們通過查閱資料，在老師的指導下采用了圖1所示裝置用小蘇打和純堿做了對比實驗．實驗中小試管內沾有無水硫酸銅粉末的棉花球變成藍色，a燒杯中石灰水無明顯現象，b燒杯中石灰水出現白色渾濁．試回答：
①在實驗結束時，操作上要注意的問題是：先將燒杯a、b中的導氣管移出，再熄滅酒精燈．
②由實驗（3）可以得出的結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．北方農村地區用“堿面”（碳酸鈉）蒸饅頭時，必須先將面粉發酵（產生一些有機酸）的原因是使堿面與酸反應生成CO₂氣體（碳酸鈉受熱不分解）．
實驗二：乙小組的同學收集到一包名為“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生了可以使石灰水變混濁的氣體；
（3）取少量樣品加熱后，產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，產生了使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的臭氣．
調查后得知，“臭粉”的主要成分是初中化學課本中一種常見的鹽．
①你認為該鹽是NH₄HCO₃，它加熱后反應的方程式為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生的氨氣揮發．
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：丙小組同學探究小蘇打、“臭粉”在制作食品過程中產生氣泡的原因
（1）兩種疏松劑產生的氣體中都含有CO₂．推測產生這種氣體的原因有受熱分解出二氧化碳；與酸反應產生二氧化碳．
（2）小組的同學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：丁小組的同學在某超市發現一種復合疏松劑--發酵粉，其成分見下表：

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

（1）這種疏松劑產生的氣體主要是CO₂；產生這種氣體的原因是受熱分解出二氧化碳和與酸反應產生二氧化碳．
（2）為測定其中碳酸氫鈉的質量分數，小組的同學設計了如下實驗，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．測量一定時間內干燥管內物質增加的質量（見圖3曲線）；
Ⅲ．待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開活塞B，從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
Ⅳ．再次稱量干燥管內物質增加的質量；
Ⅴ．重復Ⅲ和Ⅳ的操作，直至干燥管內物質質量不變．
討論：
①步驟Ⅰ．加入樣品前還應檢查裝置的氣密性，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請利用有關數據計算試樣中碳酸氫鈉的質量分數．

Answer 1

分析 碳酸鈉和碳酸氫鈉是食品工業常用的試劑，這兩種物質熱穩定性不同，但是都顯堿性，都能與酸反應生成二氧化碳氣體，碳酸氫銨中含有的銨根離子與堿性物質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合能生成二氧化碳氣體．

解答 解：實驗一：（2）碳酸氫鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，所以本題答案為：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①導管伸入液體中，給加熱試管結束后，為防止液體倒吸使試管炸裂，需要先將導管移出，再熄滅酒精燈，所以本題答案為：先將燒杯a、b中的導氣管移出，再熄滅酒精燈；
②大試管內放的是碳酸鈉，a燒杯中石灰水無明顯現象，說明碳酸鈉受熱不分解，小試管內放的是碳酸氫鈉，加熱后無水硫酸銅變藍，說明有水生成，b燒杯中石灰水了現白色渾濁，說明有二氧化碳生成，從而說明碳酸氫鈉受熱易分解，面團發酵能產生酸，用堿面蒸饅頭，可以使面團發酵產生的酸與碳酸鈉反應生成二氧化碳，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；使堿面與酸反應生成CO₂氣體（碳酸鈉受熱不分解）．
實驗二：①該物質能與酸反應生成二氧化碳氣體，且受熱易分解，說明該物質中含碳酸氫根離子，與堿性物質混合能產生了使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的臭氣，說明該物質中含有銨根離子，故該物質為碳酸氫銨，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生有刺激性氣味的氨氣，所以要放置一段時間，使產生的氨氣揮發掉，所以本題答案為：使煎炸產生的氨氣揮發；
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，如果兩種物質的質量相同，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，都能與酸反應生成二氧化碳，都不穩定，受熱易分解，所以本題答案為：CO₂；受熱分解出二氧化碳；與酸反應產生二氧化碳；
（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，應該是受熱分解產生了二氧化碳，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，所以使用后會生成二氧化碳，根據碳酸氫鈉的性質，可知產生二氧化碳的途徑可以是與酸反應，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；與酸反應產生二氧化碳；
（2）①要測定二氧化碳的質量，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，防止測定的數據不準確，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，生成二氧化碳的質量為22g，設碳酸氫鈉的質量為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量分數為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，可以依據課本已有的知識，靈活應用，所以同學們在平時的學習中要加強知識的理解與應用．