Question

网友曝出某食品加工厂竟然将碳酸氢铵当做膨松剂加入面粉中制作饼干．某化学研究小组同学对此产生了疑问，并进行了科学探究活动．
【提出问题】①碳酸氢铵是一种化肥，能否用于食品加工中？②某品牌的膨松剂的成分是什么？
【查阅资料】①国家食品和药物管理局将食品级碳酸氢铵列为一般公认安全物质．《食品添加剂使用卫生标准》中规定可以使用食品级碳酸氢铵．②膨松剂是一种食品添加剂．它在食品制作过程中发生反应产生气体，使食品变得松软．常用的膨松剂主要有碳酸氢钠和碳酸氢铵中的一种或两种物质组成．③氨气是一种有刺激性气味的气体，极易溶于水，水溶液呈碱性．④2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
【定性研究】为探究某品牌膨松剂的主要成分，甲同学设计图1所示的实验方案和流程，并实验得到相应现象，回答下列问题：
（1）气体A的化学式为

 

．
（2）固体C成分的化学式为

 

．
（3）乙同学认为步骤①③都可以省略，于是设计了图2（a）所示实验方案，对甲同学的实验结论进行验证探究．

①乙同学在实验加热过程中，关闭K₂，打开K₁，发现湿润的红色石蕊试纸未变蓝，他经过一番思考，在K₁处添加了图2（b）中的

 

（选填字母）装置，实验终于获得成功．
②乙同学继续加热，并关闭K1，打开K2，观察试管中的变化．丙同学认为将试管中的澄清石灰水换成水，也能得出正确结论，原因是

 

．
【定量研究】为进一步确认膨松剂中各成分含量，同学们取一包样品分成等质量的两份，选用图2（a）和图2（b）实验装置，分别组合进行实验：（设该样品中各成分混合均匀）

实验序号	实验操作	最终数据记录
实验1	关闭K2，打开K1，橡皮管连接AC，加热试管	装置C增重13.2g
实验2	关闭K1，打开K2，橡皮管连接   ，加热试管	装置A增重1.7g

【实验问题】根据相关实验数据计算，实验2中产生的水的质量为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,二氧化碳的化学性质,盐的化学性质

专题：科学探究

分析：（1）与碱反应生成的气体是氨气，且该物质必含铵根离子，故含有碳酸氢铵，加热分解后的物质和盐酸反应生成气体，应含有小苏打（碳酸氢钠）；
（2）加热碳酸氢钠分解，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故固体C为碳酸钠；
（3）①为除去氨气中的二氧化碳气体，可选用氢氧化钠溶液；②澄清石灰水的作用是判断反应是否进行完全，水也可代替其作用（没有气泡说明反应完）；
【定量研究】根据浓硫酸质量的增加量考虑生成氨气的质量，在测量氨气质量之前需除去水蒸气和二氧化碳．
【实验问题】如果装置B增重1.7g，因为碳酸氢铵受热分解生成一份氨气和一份二氧化碳，那么生成二氧化碳的质量是4.4g，则生成水的质量为1.8g；又因为碳酸氢钠分解也生成二氧化碳，若测得C增重为13.2g，那么碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量=13.2g-4.4g=8.8g，根据8.8g二氧化碳的质量求生成水的质量的质量为3.6g，故产生水的总量为5.4g．

解答：解：（1）与碱反应生成的气体A是氨气；（2）加热分解后的物质和盐酸反应生成气体，应含有小苏打（碳酸氢钠），2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故固体C为碳酸钠；
（3）①为了证明有氨气的存在，应先把其中的二氧化碳气体除去，利用二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，所以可选用C装置；
②澄清石灰水的作用是判断反应是否进行完全，水也可代替其作用（没有气泡说明反应完）；
【定量研究】根据浓硫酸质量的增加量考虑生成氨气的质量，在测量氨气质量之前需除去水蒸气和二氧化碳，故用氢氧化钠除去二氧化碳，用浓硫酸除去水蒸气；
【实验问题】如果装置B增重1.7g，因为碳酸氢铵受热分解生成一份氨气和一份二氧化碳，那么生成二氧化碳的质量是4.4g，则生成水的质量为1.8g；又因为碳酸氢钠分解也生成二氧化碳，若测得C增重为13.2g，那么碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量=13.2g-4.4g=8.8g，根据8.8g二氧化碳的质量求生成水的质量，设生成8.8g二氧化碳同时生成水的质量为x；设生成1.7g氨气同时生成水的质量为y；
【总结反思】最不适合用碳酸氢铵做膨松剂的是蒸馒头．
解：设NaHCO₃、NH₄HCO₃加热生成水的质量分别为x、y．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑                        NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
                 18  44                                    17    18   
                 x   8.8g                                  1.7g   y
则

18

44

=

x

8.8g

，解得x=3.6g                            则

17

18

=

1.7g

y

，解得y=1.8g
故水的质量为3.6g+1.8g=5.4g  
故答案为：
【定性研究】（1）NH₃；（2）Na₂CO₃；
（3）C； 水的作用是判断分解反应是否进行完全（没有气泡说明反应完了）；
【定量研究】CA；
【实验问题】5.4克．

点评：本题考查实验探究物质的组成成分、猜想与事实验证、Na⁺检验方法、钠铝重要化合物及铵盐的性质等，本题考查的为实验探究题，解这类题的关键，就是抓住题给的信息，认真分析来完成题目，液面难度中等．