Question

14．膨松劑是一種食品添加劑．它在面包制作過程中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，使面包變得松軟．膨松劑反應(yīng)產(chǎn)生氣體的量作為檢驗膨松劑品質(zhì)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】2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；   NH₄HCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑．

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（鐵架臺略去，下同）．
【觀察與分析Ⅰ】點燃酒精燈．
（1）關(guān)閉鐵夾2，打開鐵夾1，觀察澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)物中有二氧化碳，該反應(yīng)的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）打開鐵夾2，關(guān)閉鐵夾1，觀察到的現(xiàn)象是無色酚酞溶液變紅，說明產(chǎn)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(jié)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(chǎn)生氣體的質(zhì)量
用圖2裝置測定該膨松劑中樣品產(chǎn)生的二氧化碳和氨氣的質(zhì)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(zhì)量，其質(zhì)量差即為樣品產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，裝置C的作用是除去水蒸氣和氨氣．若沒有裝置E，造成測定結(jié)果偏大（填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（5）實驗過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣，裝置A的作用是除去空氣中的CO₂（填化學式）．在停止加熱后，繼續(xù)通入空氣一段時間，目的是將裝置中的殘留的二氧化碳全部趕入D中．
（6）若對裝置C、D、E連接順序進行調(diào)整，即可用于測定另一份同質(zhì)量相同樣品受熱分解產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量．C、D、E連接順序為DCE，通過測定實驗前后裝置C的質(zhì)量，其質(zhì)量差即為樣品產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量．
【拓展研究】
若上述（4）裝置D在實驗前后的質(zhì)量差為9.24g．上述（6）裝置C在實驗前后的質(zhì)量差為0.17g，則該該膨松劑中NaHCO₃與NH₄HCO₃的質(zhì)量比為3360：79．（用最簡整數(shù)比表示）．

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(yīng)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(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)和E裝置的作用進行考慮；
（5）根據(jù)反應(yīng)前裝置內(nèi)的空氣中含有二氧化碳，會影響測定結(jié)果，再進行分析；
（6）根據(jù)濃硫酸可以吸收氨氣考慮；
【拓展研究】根據(jù)生成二氧化碳和氨氣的而質(zhì)量結(jié)合方程式分析．

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(guān)閉鐵夾2，打開鐵夾1，觀察到的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁，氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)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(yīng)生成氨水，氨水顯堿性，能使酚酞試液變紅色．
（3）由結(jié)論可知：膨松劑的成分是碳酸氫鈉和碳酸氫銨混合物．
應(yīng)該繼續(xù)完成的實驗是：打開鐵夾1，（關(guān)閉鐵夾2），繼續(xù)加熱至石灰水中不再有氣泡產(chǎn)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(yīng)生成硫酸銨所以也除去了氨氣；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(jié)果偏大；
（5）因為二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)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(xù)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(jié)果會偏小；
（6）先通入D是將水、二氧化碳除去，再通入C質(zhì)量的增加量就是氨氣的質(zhì)量，裝置E是防止空氣中水分進入C裝置；
【拓展研究】由題意可得生成二氧化碳9.24g，氨氣0.17g，
設(shè)碳酸氫銨質(zhì)量為x，生成二氧化碳質(zhì)量為y
NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
79         17        44
x         0.17g       y
$\frac{79}{x}=\frac{17}{0.17g}=\frac{44}{y}$
解得：x=0.79g  y=0.44g
所以碳酸氫鈉分解得到的二氧化碳質(zhì)量為9.24g-0.44g=8.8g
設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為z．
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； 
  168                44
   z                 8.8g
$\frac{168}{z}=\frac{44}{8.8g}$
z=33.6g
該該膨松劑中NaHCO₃與NH₄HCO₃的質(zhì)量比為33.6g：0.79g=3360：79
故答案為：
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；（2）無色酚酞溶液變紅；（3）有；（4）除去水蒸氣和氨氣；偏大；（5）CO₂；將裝置中的殘留的二氧化碳全部趕入D中
；（6）DCE；
【拓展探究】3360：79．

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．