Question

發酵粉是一種生產面制品和膨化食品的化學膨松劑，由小蘇打、臭粉(碳酸氫銨)、明礬中的兩種物質組成。某研究性學習小組為探究不同品牌的發酵粉的化學成分，進行如下實驗。
【提出假設】
（1）假設1：由小蘇打和臭粉組成；
假設2：由小蘇打和明礬組成；
假設3：由________________組成。
【方案與流程】
為探究某品牌的發酵粉的化學成分，某同學設計如下實驗，得到如下現象：

（2）該發酵粉的成分為________ (填化學式）。
（3）另一品牌的發酵粉的化學組成可能為假設2情況，請你設計實驗驗證，寫出實驗步驟、預期現象和結論。

實驗步驟	預期現象結論
1．取少量樣品溶于稀鹽酸后，將溶液分成兩份
2．                                      _______________________________________
3．                                      ________________________________________

 
（4）另一品牌的發酵粉的化學組成為小蘇打和碳酸氫銨，為探究其化學式[化學式可表示為nNaHCO₃·m NH₄HCO₃]，稱取4.05 g該產品在燒杯中溶解后，移入________配成100 mL溶液，用移液管取25.00mL溶液，滴加足量鹽酸，生成的氣體通入過量澄清石灰水中，生成的白色沉淀經干燥，稱量為1.25 g。則該發酵粉的化學式為                   。
（相對分子質量：NaHCO₃：84   NH₄HCO₃：79   CaCO₃：100）

Answer 1

（17分）
（1）臭粉和明礬  （2分）
（2）NH₄HCO₃和NaHCO₃ （2分）
（3）（8分）

實驗步驟	預期現象結論
1．取少量樣品溶于稀鹽酸后，將溶液分成兩份
2．用光潔無銹的鐵絲（1分）蘸取其中一份溶液在酒精燈外焰灼燒，觀察火焰顏色（1分）____	火焰呈黃色（1分），該發酵粉中含有NaHCO3（1分）
3． 向另外一份溶液中滴加少量（1分）BaCl2溶液（1分）振蕩 （少量、1—2滴均可得1分，       試劑BaCl2得分，Ba（NO3）2，Ba（0H）2不得分，多寫足量HCl酸化不扣分）	有白色沉淀生成（1分），結合步驟2的結論假設二（1分）成立

 
（4）100mL容量瓶（ 2分）         2NaHCO₃·3NH₄HCO₃  (3分)

試題分析：（1）根據題意可知，不同品牌的發酵粉可能小蘇打和臭粉組成，也可能由小蘇打和明礬組成，還可能由臭粉和明礬組成，根據已知的假設1、假設2推斷假設3為臭粉和明礬；（2）根據NaHCO₃、NH₄HCO₃、Al₂(SO₄)₂?12H₂O的主要性質可知，NH₄HCO₃是銨鹽，與熟石灰混合研磨可以放出氨氣，其余兩種鹽與熟石灰研磨都不能放出氣體，則A為NH₃，發酵粉甲一定含有臭粉；NH₄HCO₃固體充分加熱后完全變為氣體逸出，NaHCO₃固體充分受熱變為Na₂CO₃固體和CO₂、H₂O，Na₂CO₃固體與鹽酸易反應生成二氧化碳氣體、NaCl、H₂O，而Al₂(SO₄)₂?12H₂O或其水解產物Al(OH)₃與鹽酸混合都無氣體產生，由此推斷B為CO₂，該發酵粉一定含有小蘇打，所以甲品牌的發酵粉的主要成分是NaHCO₃、NH₄HCO₃；（3）根據實驗方案中步驟2的結論逆推可知，步驟2是用潔凈的鉑絲蘸取A中的溶液，再酒精燈外焰上灼燒，火焰的顏色呈黃色，證明有Na⁺，發酵粉中有NaHCO₃；由于假設2是發酵粉由小蘇打和明礬組成，則步驟3的結論是證明發酵粉有Al₂(SO₄)₂?12H₂O，根據其性質及提供試劑的性質推斷，步驟3是設計實驗方案證明發酵粉中含有Al³⁺，因此應向B試管中逐滴滴加0.1mol/LNaOH溶液，觀察到白色沉淀或先產生白色沉淀后沉淀溶解，證明有Al³⁺，發酵粉中有明礬；（4）配制溶液主要包括稱量、攪拌溶解、轉移、洗滌、定容等步驟，因此配成100 mL溶液需要將溶解、冷卻后的溶液移入100mL容量瓶中；25.00mL待測完全反應后，由于CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O，則白色沉淀為碳酸鈣；由于n=m/M，則n(CaCO₃)=1.25g÷100g/mol=0.0125mol；由于100mL所配溶液的體積與25.00mL待測溶液之比為100/25.00，則100mL所配溶液與足量鹽酸反應放出的二氧化碳為0.0125mol×100/25.00=0.05mol；設發酵粉中NaHCO₃、NH₄HCO₃分別為xmol、ymol，由于m=n×M，則84x+79y=4.05；由于鹽酸足量，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O、NH₄HCO₃+HCl=NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，則xmol小蘇打完全反應放出xmol二氧化碳氣體，ymol碳酸氫銨完全反應放出ymol二氧化碳，則x+y=0.05；聯合兩個方程求解，則x=0.02，y=0.03；說明該發酵粉中小蘇打和碳酸氫銨的物質的量之比為0.2∶0.3=2∶3，所以該發酵粉的組成可以表示為2NaHCO₃·3NH₄HCO₃。