Question

9．某校同学对市场上的食品疏松剂进行了如下探究．
实验一：甲小组的同学收集到一包主要成分是小苏打（碳酸氢钠）的疏松剂
（1）取样品溶于适量的水中，测得溶液的pH大于7．
（2）向小苏打样品中滴加盐酸，有大量气泡产生，经检验该气体是二氧化碳．该反应的化学方程式为NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
（3）同学们通过查阅资料，在老师的指导下采用了图1所示装置用小苏打和纯碱做了对比实验．实验中小试管内沾有无水硫酸铜粉末的棉花球变成蓝色，a烧杯中石灰水无明显现象，b烧杯中石灰水出现白色浑浊．试回答：
①在实验结束时，操作上要注意的问题是：先将烧杯a、b中的导气管移出，再熄灭酒精灯．
②由实验（3）可以得出的结论是碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解出水和CO₂等物质．北方农村地区用“碱面”（碳酸钠）蒸馒头时，必须先将面粉发酵（产生一些有机酸）的原因是使碱面与酸反应生成CO₂气体（碳酸钠受热不分解）．
实验二：乙小组的同学收集到一包名为“臭粉”的疏松剂，为探究其组成，进行实验：
（1）“臭粉”为一种白色固体，易溶于水；
（2）取少量样品与稀盐酸混合后产生了可以使石灰水变混浊的气体；
（3）取少量样品加热后，产生了有刺激性气味的气体；
（4）少量样品与氢氧化钠溶液混合后共热，产生了使湿润的红色石蕊试纸变蓝的臭气．
调查后得知，“臭粉”的主要成分是初中化学课本中一种常见的盐．
①你认为该盐是NH₄HCO₃，它加热后反应的方程式为NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
②用“臭粉”作疏松剂的油炸食品放置后再销售和食用的原因可能是使煎炸产生的氨气挥发．
③某些小商贩喜欢选用“臭粉”代替“小苏打”作疏松剂的原因可能是等质量的碳酸氢铵生成气体的量比碳酸氢钠多．
实验三：丙小组同学探究小苏打、“臭粉”在制作食品过程中产生气泡的原因
（1）两种疏松剂产生的气体中都含有CO₂．推测产生这种气体的原因有受热分解出二氧化碳；与酸反应产生二氧化碳．
（2）小组的同学将少许面粉加入水中取上层液体用pH试纸测得：pH=7．猜测产生气体的原因是受热分解出的二氧化碳．
实验四：丁小组的同学在某超市发现一种复合疏松剂--发酵粉，其成分见下表：

成分	所用物质
碳酸盐类	碳酸氢钠
酸性物质	柠檬酸、酒石酸等
疏松剂	明矾
其他成分	淀粉、脂肪酸等

（1）这种疏松剂产生的气体主要是CO₂；产生这种气体的原因是受热分解出二氧化碳和与酸反应产生二氧化碳．
（2）为测定其中碳酸氢钠的质量分数，小组的同学设计了如下实验，其主要实验步骤如下：

Ⅰ．按图2组装仪器，将50.0g试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液；
Ⅱ．测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（见图3曲线）；
Ⅲ．待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
Ⅳ．再次称量干燥管内物质增加的质量；
Ⅴ．重复Ⅲ和Ⅳ的操作，直至干燥管内物质质量不变．
讨论：
①步骤Ⅰ．加入样品前还应检查装置的气密性，所加的酸溶液是稀硫酸．
②装置乙的作用是吸收二氧化碳中混有的水蒸气；从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置甲的作用是吸收鼓入空气中的二氧化碳．
③请利用有关数据计算试样中碳酸氢钠的质量分数．

Answer 1

分析 碳酸钠和碳酸氢钠是食品工业常用的试剂，这两种物质热稳定性不同，但是都显碱性，都能与酸反应生成二氧化碳气体，碳酸氢铵中含有的铵根离子与碱性物质混合会生成有刺激性气味的氨气，含有的碳酸氢根离子与酸结合能生成二氧化碳气体．

解答 解：实验一：（2）碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，所以本题答案为：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①导管伸入液体中，给加热试管结束后，为防止液体倒吸使试管炸裂，需要先将导管移出，再熄灭酒精灯，所以本题答案为：先将烧杯a、b中的导气管移出，再熄灭酒精灯；
②大试管内放的是碳酸钠，a烧杯中石灰水无明显现象，说明碳酸钠受热不分解，小试管内放的是碳酸氢钠，加热后无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，b烧杯中石灰水了现白色浑浊，说明有二氧化碳生成，从而说明碳酸氢钠受热易分解，面团发酵能产生酸，用碱面蒸馒头，可以使面团发酵产生的酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，所以本题答案为：碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解出水和CO₂等物质；使碱面与酸反应生成CO₂气体（碳酸钠受热不分解）．
实验二：①该物质能与酸反应生成二氧化碳气体，且受热易分解，说明该物质中含碳酸氢根离子，与碱性物质混合能产生了使湿润的红色石蕊试纸变蓝的臭气，说明该物质中含有铵根离子，故该物质为碳酸氢铵，所以本题答案为：NH₄HCO₃；NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑；
②“臭粉”作疏松剂来油炸食品会产生有刺激性气味的氨气，所以要放置一段时间，使产生的氨气挥发掉，所以本题答案为：使煎炸产生的氨气挥发；
③碳酸氢铵中碳酸氢根的含量比碳酸氢钠中碳酸氢根的含量高，如果两种物质的质量相同，碳酸氢铵生成气体的量比碳酸氢钠多，所以本题答案为：等质量的碳酸氢铵生成气体的量比碳酸氢钠多．
实验三：
（1）小苏打、“臭粉”中都含有碳酸氢根离子，具有相似的性质，都能与酸反应生成二氧化碳，都不稳定，受热易分解，所以本题答案为：CO₂；受热分解出二氧化碳；与酸反应产生二氧化碳；
（2）用将少许面粉加入水中取上层液体用pH试纸测得：pH=7，说明溶液呈中性，应该是受热分解产生了二氧化碳，所以本题答案为：受热分解出的二氧化碳．
实验四：
（1）该疏松剂中含碳酸氢钠和某些酸类物质，所以使用后会生成二氧化碳，根据碳酸氢钠的性质，可知产生二氧化碳的途径可以是与酸反应，也可以是受热分解，所以本题答案为：CO₂；受热分解出二氧化碳；与酸反应产生二氧化碳；
（2）①要测定二氧化碳的质量，必须保证装置不漏气，所以进行实验前要检查装置的气密性，使疏松剂产生二氧化碳可加入稀硫酸，如果加入盐酸会使二氧化碳中混有氯化氢气体，所以本题答案为：装置的气密性；稀硫酸；
②乙装置盛的浓硫酸具有吸水性，故可用来干燥二氧化碳，甲装置盛的是氢氧化钠溶液，可以吸收空气中的二氧化碳，防止测定的数据不准确，所以本题答案为：吸收二氧化碳中混有的水蒸气；吸收鼓入空气中的二氧化碳；
③解：分析坐标，生成二氧化碳的质量为22g，设碳酸氢钠的质量为x，则
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
168                                     88
 x                                       22g
 $\frac{168}{88}=\frac{x}{22g}$
 x=42g
∴NaHCO₃%=$\frac{42g}{50g}$×100%=84%
答：试样中碳酸氢钠的质量分数为84%．

点评 本题综合考查了碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的知识，回答问题时，可以依据课本已有的知识，灵活应用，所以同学们在平时的学习中要加强知识的理解与应用．