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高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册微项目 探秘蓬松剂——体会研究物质性质的方法和程序的实用价值课时作业
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册微项目 探秘蓬松剂——体会研究物质性质的方法和程序的实用价值课时作业，共18页。试卷主要包含了01 ml等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.(2024河北保定一中月考)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述中正确的是( )
A.常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠
B.热稳定性:碳酸钠<碳酸氢钠
C.质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠>碳酸氢钠
D.质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠=碳酸氢钠
2.(不定项)(2024山东东营胜利一中月考)有①、②两个完全相同的装置,分别在①、②中加入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,然后分别逐滴注入相同体积的盐酸,固体全部溶解。下列有关叙述正确的是( )
A.若①、②装置中的气球都膨胀,①装置中的气球膨胀得更快
B.若最终两气球体积不同,则盐酸中0C.若最终两气球体积相同,则盐酸中n(HCl)≥0.02 ml
D.溶液体积变化忽略不计,则最终两试管中Na+的物质的量浓度①>②
题组二 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
3.(2024河南商丘期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3)——加入适量NaOH
B.Na2O2粉末(Na2O)——将混合物放在氧气中加热
C.NaHCO3溶液(Na2CO3)——加入适量盐酸
D.Na2CO3固体(NaHCO3)——加热至不再产生气体
4.(2024山东省实验中学质量监测)有两个标签破损的试剂瓶,分别盛有Na2CO3和NaHCO3固体。以下鉴别方法中,不可行的是( )
A.常温下,各取少量固体于试管中加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中
B.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量澄清石灰水
C.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量BaCl2溶液
D.各取少量固体,加入少量水
5.(不定项)(2024河北邯郸期末)CO2、Na2CO3、NaHCO3的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
题组三 膨松剂的种类及原理
6.(2024山东曹县一中月考)膨松剂是一种食品添加剂,能使面胚发起形成多孔组织从而使食品具有松软或酥脆的特点。下列说法正确的是( )
A.任何受热分解能产生气体的物质都可以做食品膨松剂
B.复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成
C.碳酸氢钠做膨松剂时,必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用
D.膨松剂使用量越大,食品越松软,越符合人们的要求
7.(2023北京人大附中期中)柠檬酸(一种有机酸)与小苏打的混合物可以用作复合膨松剂,在发面时添加面粉用量的0.5%~2%即可使做出来的馒头变得膨松。下列说法正确的是( )
A.使用该膨松剂前需要将面进行发酵
B.该应用说明柠檬酸的酸性强于碳酸
C.柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感无影响
D.纯碱也能与柠檬酸反应,故纯碱也可以用作膨松剂
8.(2024河南南阳一中月考)某研究性学习小组在国庆期间进行了研究膨松剂的蒸馒头实验。他们取一定量的面粉和水,和好面后分成六等份,按照下表加入对应物质后充分揉面,做成6个馒头放在同一个蒸锅里蒸。实验完成后,他们比较6个馒头的大小和颜色,下列有关结论或解释不正确的是( )
A.1、2号馒头较小,且2号馒头呈黄色带碱味,说明Na2CO3不能单独做膨松剂
B.4号馒头比3号馒头大、颜色深
C.3号馒头比5号馒头小、颜色深,说明等量的NaHCO3受热分解时比与酸反应时产生的气体多,残留有碱性较强的物质
D.6号馒头中的酵母属于生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应
9.(2024福建厦门一中月考)优质馒头需口感松软、颜色白、无异味。请根据以下物质的相关信息和性质进行分析,从中选出最适合配制成复合膨松剂的原料。
(1)由表格数据可推知,苹果酸是一种 (填“一”“二”或“三”)元酸,可用HnMi表示(需推断出n的具体数值)。请写出碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式: 。
(2)碳酸氢铵受热容易分解并产生有刺激性气味的气体NH3,请写出碳酸氢铵受热分解的化学方程式: ;要生成标准状况下22.4 mL CO2需要碳酸氢铵的质量至少为 g。
(3)根据以上信息,组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择 (填物质名称),“酸性物质”最适合选择 (填物质名称)。
能力提升练
题组 与碳酸钠或碳酸氢钠有关的实验
1.(2024河南郑州期中)单位质量膨松剂反应时产生标准状况下气体的体积(mL·g-1)是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。某化学兴趣小组为研究该膨松剂的该项指标,设计了以下实验。按如图所示连接装置(各装置中的气体吸收剂皆足量)。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是 。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中,称量装置D的质量。
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入氮气数分钟。
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯,加热至不再产生气体。
⑤打开K1,缓缓鼓入氮气数分钟,然后拆下装置,再次称量装置D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题:
①加热前鼓入氮气数分钟,其目的是 。
②实验过程中装置B中发生反应的化学方程式为 。
③装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 ,如果实验中没有该装置,则会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,该膨松剂的该项指标为 mL·g-1。
2.(2024湖南永州期末)某校化学兴趣小组为测定已部分变质的碳酸氢钠膨松剂中纯碱的含量(假设变质膨松剂只含有碳酸钠和碳酸氢钠),设计了如图实验装置(夹持装置已略去,各装置内试剂均足量)。
实验步骤:
①检查装置气密性,称取10 g样品,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通一段时间的空气,再关闭弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ……
实验中记录的数据如表所示:
(1)仪器a的名称是 ,写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式: 。
(2)实验开始前,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通入一段时间的空气,其目的为 ,试剂X为 溶液。
(3)请将步骤③补充完整: ;干燥管Ⅱ的作用是 。
(4)有同学认为,表格中三组数据都可以计算出该样品中Na2CO3的质量分数,但也有同学认为不能用装置C实验前后的质量差来计算,其理由是 ;通过实验数据计算,样品中Na2CO3的质量分数为 (保留小数点后一位)。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
微项目 探秘膨松剂
基础过关练
1.A 常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠,A项正确;碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠,B项错误;碳酸钠与盐酸反应首先转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳,因此质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠<碳酸氢钠,C项错误;质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠<碳酸氢钠,D项错误。
2.CD ①向Na2CO3中加入足量盐酸,发生的反应有Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,②中发生反应NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,若①②气球都膨胀,①中反应一段时间后产生气体,②中立即产生气体,所以②装置中的气球膨胀得更快,故A错误;1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量均为0.01 ml,根据反应的化学方程式可知,当n(HCl)≥0.02 ml时,两装置产生的气体体积相同,当0②,故D正确。
3.C NaHCO3与NaOH反应:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3溶液中混有的NaHCO3,A正确;Na2O2粉末中混有Na2O,将混合物放在氧气中加热,发生反应:2Na2O+O2 2Na2O2,可以除去Na2O2粉末中混有的Na2O,B正确;NaHCO3溶液中混有Na2CO3,加入适量盐酸,引入Cl-,C错误;Na2CO3固体中混有NaHCO3,加热至不再产生气体,发生反应:2NaHCO3 CO2↑+Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3,D正确。
4.B NaHCO3受热易分解,生成的CO2可使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3受热不易分解,可以鉴别,A项不符合题意;Na2CO3和NaHCO3都能与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,不可鉴别,B项符合题意;加入少量水后,Na2CO3结块变成晶体,并伴随着放热现象,NaHCO3能溶解,并伴随着吸热现象,可以鉴别,C项不符合题意;各取少量固体配成溶液,再分别滴入相同浓度的稀盐酸,开始时没有气泡产生的为Na2CO3溶液,立即有气泡产生的为NaHCO3溶液,可以鉴别,D项不符合题意。
名师点睛 NaHCO3与少量Ca(OH)2反应的化学方程式为2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,Na2CO3与Ca(OH)2反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,均产生白色沉淀。
5.BC ①的反应可以是 Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入过量CO2,生成 NaHCO3而不是Na2CO3,B项错误;相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀产生,C项错误;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。
名师点睛 Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3 NaHCO3
6.B 如受热分解产生有毒气体的物质不能做食品膨松剂,A错误;复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成,B正确;碳酸氢钠受热可分解生成二氧化碳,可以单独做膨松剂,C错误;膨松剂应适量使用,不是越多越好,D错误。
7.B 小苏打与柠檬酸反应会产生大量二氧化碳气体,使用该膨松剂前不需要将面进行发酵,A项错误;柠檬酸与小苏打反应生成二氧化碳,说明柠檬酸的酸性强于碳酸,B项正确;柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感有影响,C项错误;虽然纯碱也能与柠檬酸反应,但柠檬酸用量少时与纯碱反应不放出气体,且纯碱受热难以分解,加之纯碱溶液碱性较强,故纯碱不可以用作膨松剂,D项错误。
8.C Na2CO3受热不分解,Na2CO3不能单独做膨松剂,故A正确;4号馒头加入的碳酸氢钠的质量比3号馒头大,分解生成的碳酸钠、二氧化碳气体多,所以4号馒头会比3号馒头大、颜色深,故B正确;1 ml NaHCO3受热分解时放出0.5 ml二氧化碳,1 ml NaHCO3与酸反应时生成1 ml二氧化碳,故C不正确;酵母是一种生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应,故D正确。
9.答案 (1)二 Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑ (2)NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑ 0.079 (3)碳酸氢钠 一水合柠檬酸
解析 (1)根据1 ml苹果酸最多可产生2 ml CO2,可知苹果酸是一种二元酸;可将苹果酸类比二元酸H2SO4,所以碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式为Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑。(2)碳酸氢铵受热易分解,并产生有刺激性气味的气体NH3,同时生成H2O和CO2,化学方程式为NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑;标准状况下22.4 mL CO2的物质的量为0.001 ml,消耗碳酸氢铵0.001 ml,所以需要碳酸氢铵的质量至少为0.001 ml×79 g·ml-1=0.079 g。(3)根据题表信息可知,碳酸氢钠溶液碱性较弱,与碳酸钠比,产生相同物质的量的CO2时,碳酸氢钠价格较低;碳酸氢铵受热产生刺激性气味气体NH3,所以组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择碳酸氢钠;等物质的量时,一水合柠檬酸产生CO2的物质的量最多且价格较低,故“酸性物质”最适合选择一水合柠檬酸。
能力提升练
1.答案 (1)检查装置气密性 (2)①除去装置中的二氧化碳 ②2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ ③碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ④112
解析 该实验目的是测定膨松剂中碳酸氢钠分解产生CO2的量。实验原理:通过装置B加热样品,使碳酸氢钠受热发生分解产生CO2和H2O,利用装置C将H2O完全吸收,所产生的CO2进入装置D中被完全吸收,通过装置D增加的质量计算生成的CO2的物质的量。
(1)实验过程中,该装置内有气体流动,因此组装好实验装置后,需先检查装置气密性。
(2)①将实验装置组装完成后,装置内含有空气,根据实验原理可知,若空气中CO2被装置D吸收,则会产生实验误差,因此需要先将装置内空气尽可能排尽,故加热前鼓入氮气数分钟,其目的是尽可能除去装置中的二氧化碳。②装置B在加热过程中,样品碳酸氢钠发生分解,其化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。③装置D的作用是吸收装置B中产生的CO2,因此需要防止空气中的CO2和H2O进入装置D中,故装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D中影响测定结果,由此可知装置E中盛放的试剂是碱石灰;若没有该装置,则会导致装置D增加的质量偏大,导致测定结果偏大。④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,即碳酸氢钠分解所产生的CO2的物质的量为1.32 g44 g·ml-1=0.03 ml,其在标准状况下的体积V(CO2)= 0.03 ml×22.4 L·ml-1=0.672 L=672 mL,该膨松剂的该项指标为672 mL6.0 g=112 mL·g-1。
2.答案 (1)分液漏斗 H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑
(2)除去装置内空气中的CO2 氢氧化钠
(3)继续通入一段时间的空气 防止空气中的水蒸气和CO2进入干燥管Ⅰ
(4)吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成 77.1%
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗;稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
(2)装置A的作用是除去空气中的二氧化碳,排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,所以试剂X可以是氢氧化钠溶液。
(3)为了把装置B中产生的二氧化碳全部赶出,需要关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ,继续通入一段时间的空气;干燥管Ⅰ中的碱石灰吸收二氧化碳,所以干燥管Ⅰ增加的质量就是反应生成的二氧化碳的质量,干燥管Ⅱ可以防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入干燥管Ⅰ。
(4)由于装置C中吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成,所以不能用装置C实验前后的质量差计算样品中Na2CO3的质量分数。根据干燥管Ⅰ增加的质量可知,反应生成二氧化碳的质量为124.8 g-120.4 g=4.4 g,其物质的量为0.1 ml,设样品中碳酸钠的物质的量为x ml,碳酸氢钠的物质的量为y ml,根据关系式Na2CO3~CO2、NaHCO3~CO2可得x+y=0.1①,根据样品质量为10 g可得106x+84y=10②,联立①②解得x=455,所以样品中Na2CO3的质量为455 ml×106 g·ml-1≈7.71 g,则其质量分数为7.71 g10 g×100%=77.1%。
编号
所加物质
1
无
2
1 g Na2CO3
3
1 g NaHCO3
4
2 g NaHCO3
5
1 g NaHCO3和适量食醋
6
适量酵母
物质
碳酸
钠
碳酸
氢钠
碳酸
氢铵
一水合
柠檬酸
酒石
酸
乳酸
苹果
酸
熔点/℃
851
270
105
153
200
18
130
溶液酸
碱性
碱性
较强
碱性较弱
比碳酸酸性强
相对分
子质量
106
84
79
210
150
90
134
1 ml酸与
NaHCO3反
应最多可产
生CO2的物
质的量
—
—
—
3
2
1
2
价格/
元·吨-1
2 300
2 200
1 000
6 050
15 000
8 500
12 000
装置B
装置C
干燥管Ⅰ
实验前称得的质量/g
180.0
30.0
120.4
实验后称得的质量/g
174.2
31.5
124.8
基础过关练
题组一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1.(2024河北保定一中月考)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的叙述中正确的是( )
A.常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠
B.热稳定性:碳酸钠<碳酸氢钠
C.质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠>碳酸氢钠
D.质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠=碳酸氢钠
2.(不定项)(2024山东东营胜利一中月考)有①、②两个完全相同的装置,分别在①、②中加入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,然后分别逐滴注入相同体积的盐酸,固体全部溶解。下列有关叙述正确的是( )
A.若①、②装置中的气球都膨胀,①装置中的气球膨胀得更快
B.若最终两气球体积不同,则盐酸中0
D.溶液体积变化忽略不计,则最终两试管中Na+的物质的量浓度①>②
题组二 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
3.(2024河南商丘期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3)——加入适量NaOH
B.Na2O2粉末(Na2O)——将混合物放在氧气中加热
C.NaHCO3溶液(Na2CO3)——加入适量盐酸
D.Na2CO3固体(NaHCO3)——加热至不再产生气体
4.(2024山东省实验中学质量监测)有两个标签破损的试剂瓶,分别盛有Na2CO3和NaHCO3固体。以下鉴别方法中,不可行的是( )
A.常温下,各取少量固体于试管中加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中
B.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量澄清石灰水
C.各取少量固体配成溶液,再分别加入少量BaCl2溶液
D.各取少量固体,加入少量水
5.(不定项)(2024河北邯郸期末)CO2、Na2CO3、NaHCO3的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
题组三 膨松剂的种类及原理
6.(2024山东曹县一中月考)膨松剂是一种食品添加剂,能使面胚发起形成多孔组织从而使食品具有松软或酥脆的特点。下列说法正确的是( )
A.任何受热分解能产生气体的物质都可以做食品膨松剂
B.复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成
C.碳酸氢钠做膨松剂时,必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用
D.膨松剂使用量越大,食品越松软,越符合人们的要求
7.(2023北京人大附中期中)柠檬酸(一种有机酸)与小苏打的混合物可以用作复合膨松剂,在发面时添加面粉用量的0.5%~2%即可使做出来的馒头变得膨松。下列说法正确的是( )
A.使用该膨松剂前需要将面进行发酵
B.该应用说明柠檬酸的酸性强于碳酸
C.柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感无影响
D.纯碱也能与柠檬酸反应,故纯碱也可以用作膨松剂
8.(2024河南南阳一中月考)某研究性学习小组在国庆期间进行了研究膨松剂的蒸馒头实验。他们取一定量的面粉和水,和好面后分成六等份,按照下表加入对应物质后充分揉面,做成6个馒头放在同一个蒸锅里蒸。实验完成后,他们比较6个馒头的大小和颜色,下列有关结论或解释不正确的是( )
A.1、2号馒头较小,且2号馒头呈黄色带碱味,说明Na2CO3不能单独做膨松剂
B.4号馒头比3号馒头大、颜色深
C.3号馒头比5号馒头小、颜色深,说明等量的NaHCO3受热分解时比与酸反应时产生的气体多,残留有碱性较强的物质
D.6号馒头中的酵母属于生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应
9.(2024福建厦门一中月考)优质馒头需口感松软、颜色白、无异味。请根据以下物质的相关信息和性质进行分析,从中选出最适合配制成复合膨松剂的原料。
(1)由表格数据可推知,苹果酸是一种 (填“一”“二”或“三”)元酸,可用HnMi表示(需推断出n的具体数值)。请写出碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式: 。
(2)碳酸氢铵受热容易分解并产生有刺激性气味的气体NH3,请写出碳酸氢铵受热分解的化学方程式: ;要生成标准状况下22.4 mL CO2需要碳酸氢铵的质量至少为 g。
(3)根据以上信息,组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择 (填物质名称),“酸性物质”最适合选择 (填物质名称)。
能力提升练
题组 与碳酸钠或碳酸氢钠有关的实验
1.(2024河南郑州期中)单位质量膨松剂反应时产生标准状况下气体的体积(mL·g-1)是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。某化学兴趣小组为研究该膨松剂的该项指标,设计了以下实验。按如图所示连接装置(各装置中的气体吸收剂皆足量)。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是 。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中,称量装置D的质量。
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入氮气数分钟。
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯,加热至不再产生气体。
⑤打开K1,缓缓鼓入氮气数分钟,然后拆下装置,再次称量装置D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题:
①加热前鼓入氮气数分钟,其目的是 。
②实验过程中装置B中发生反应的化学方程式为 。
③装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 ,如果实验中没有该装置,则会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,该膨松剂的该项指标为 mL·g-1。
2.(2024湖南永州期末)某校化学兴趣小组为测定已部分变质的碳酸氢钠膨松剂中纯碱的含量(假设变质膨松剂只含有碳酸钠和碳酸氢钠),设计了如图实验装置(夹持装置已略去,各装置内试剂均足量)。
实验步骤:
①检查装置气密性,称取10 g样品,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通一段时间的空气,再关闭弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ……
实验中记录的数据如表所示:
(1)仪器a的名称是 ,写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式: 。
(2)实验开始前,打开弹簧夹Ⅰ、Ⅱ,先通入一段时间的空气,其目的为 ,试剂X为 溶液。
(3)请将步骤③补充完整: ;干燥管Ⅱ的作用是 。
(4)有同学认为,表格中三组数据都可以计算出该样品中Na2CO3的质量分数,但也有同学认为不能用装置C实验前后的质量差来计算,其理由是 ;通过实验数据计算,样品中Na2CO3的质量分数为 (保留小数点后一位)。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
微项目 探秘膨松剂
基础过关练
1.A 常温时,在水中的溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠,A项正确;碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠,B项错误;碳酸钠与盐酸反应首先转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳,因此质量相同时,分别与同体积、同浓度盐酸反应,产生气泡快慢:碳酸钠<碳酸氢钠,C项错误;质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:碳酸钠<碳酸氢钠,D项错误。
2.CD ①向Na2CO3中加入足量盐酸,发生的反应有Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,②中发生反应NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,若①②气球都膨胀,①中反应一段时间后产生气体,②中立即产生气体,所以②装置中的气球膨胀得更快,故A错误;1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量均为0.01 ml,根据反应的化学方程式可知,当n(HCl)≥0.02 ml时,两装置产生的气体体积相同,当0
3.C NaHCO3与NaOH反应:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3溶液中混有的NaHCO3,A正确;Na2O2粉末中混有Na2O,将混合物放在氧气中加热,发生反应:2Na2O+O2 2Na2O2,可以除去Na2O2粉末中混有的Na2O,B正确;NaHCO3溶液中混有Na2CO3,加入适量盐酸,引入Cl-,C错误;Na2CO3固体中混有NaHCO3,加热至不再产生气体,发生反应:2NaHCO3 CO2↑+Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3,D正确。
4.B NaHCO3受热易分解,生成的CO2可使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3受热不易分解,可以鉴别,A项不符合题意;Na2CO3和NaHCO3都能与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,不可鉴别,B项符合题意;加入少量水后,Na2CO3结块变成晶体,并伴随着放热现象,NaHCO3能溶解,并伴随着吸热现象,可以鉴别,C项不符合题意;各取少量固体配成溶液,再分别滴入相同浓度的稀盐酸,开始时没有气泡产生的为Na2CO3溶液,立即有气泡产生的为NaHCO3溶液,可以鉴别,D项不符合题意。
名师点睛 NaHCO3与少量Ca(OH)2反应的化学方程式为2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,Na2CO3与Ca(OH)2反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,均产生白色沉淀。
5.BC ①的反应可以是 Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入过量CO2,生成 NaHCO3而不是Na2CO3,B项错误;相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀产生,C项错误;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。
名师点睛 Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3 NaHCO3
6.B 如受热分解产生有毒气体的物质不能做食品膨松剂,A错误;复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质和淀粉等物质组成,B正确;碳酸氢钠受热可分解生成二氧化碳,可以单独做膨松剂,C错误;膨松剂应适量使用,不是越多越好,D错误。
7.B 小苏打与柠檬酸反应会产生大量二氧化碳气体,使用该膨松剂前不需要将面进行发酵,A项错误;柠檬酸与小苏打反应生成二氧化碳,说明柠檬酸的酸性强于碳酸,B项正确;柠檬酸与小苏打的比例对膨松效果和食品口感有影响,C项错误;虽然纯碱也能与柠檬酸反应,但柠檬酸用量少时与纯碱反应不放出气体,且纯碱受热难以分解,加之纯碱溶液碱性较强,故纯碱不可以用作膨松剂,D项错误。
8.C Na2CO3受热不分解,Na2CO3不能单独做膨松剂,故A正确;4号馒头加入的碳酸氢钠的质量比3号馒头大,分解生成的碳酸钠、二氧化碳气体多,所以4号馒头会比3号馒头大、颜色深,故B正确;1 ml NaHCO3受热分解时放出0.5 ml二氧化碳,1 ml NaHCO3与酸反应时生成1 ml二氧化碳,故C不正确;酵母是一种生物膨松剂,蒸馒头过程中发生了化学反应,故D正确。
9.答案 (1)二 Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑ (2)NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑ 0.079 (3)碳酸氢钠 一水合柠檬酸
解析 (1)根据1 ml苹果酸最多可产生2 ml CO2,可知苹果酸是一种二元酸;可将苹果酸类比二元酸H2SO4,所以碳酸钠和足量苹果酸反应的化学方程式为Na2CO3+H2Mi Na2Mi+H2O+CO2↑。(2)碳酸氢铵受热易分解,并产生有刺激性气味的气体NH3,同时生成H2O和CO2,化学方程式为NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑;标准状况下22.4 mL CO2的物质的量为0.001 ml,消耗碳酸氢铵0.001 ml,所以需要碳酸氢铵的质量至少为0.001 ml×79 g·ml-1=0.079 g。(3)根据题表信息可知,碳酸氢钠溶液碱性较弱,与碳酸钠比,产生相同物质的量的CO2时,碳酸氢钠价格较低;碳酸氢铵受热产生刺激性气味气体NH3,所以组成复合膨松剂的“碳酸盐类”最适合选择碳酸氢钠;等物质的量时,一水合柠檬酸产生CO2的物质的量最多且价格较低,故“酸性物质”最适合选择一水合柠檬酸。
能力提升练
1.答案 (1)检查装置气密性 (2)①除去装置中的二氧化碳 ②2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ ③碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ④112
解析 该实验目的是测定膨松剂中碳酸氢钠分解产生CO2的量。实验原理:通过装置B加热样品,使碳酸氢钠受热发生分解产生CO2和H2O,利用装置C将H2O完全吸收,所产生的CO2进入装置D中被完全吸收,通过装置D增加的质量计算生成的CO2的物质的量。
(1)实验过程中,该装置内有气体流动,因此组装好实验装置后,需先检查装置气密性。
(2)①将实验装置组装完成后,装置内含有空气,根据实验原理可知,若空气中CO2被装置D吸收,则会产生实验误差,因此需要先将装置内空气尽可能排尽,故加热前鼓入氮气数分钟,其目的是尽可能除去装置中的二氧化碳。②装置B在加热过程中,样品碳酸氢钠发生分解,其化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。③装置D的作用是吸收装置B中产生的CO2,因此需要防止空气中的CO2和H2O进入装置D中,故装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D中影响测定结果,由此可知装置E中盛放的试剂是碱石灰;若没有该装置,则会导致装置D增加的质量偏大,导致测定结果偏大。④实验中称取膨松剂6.0 g,反应后装置D质量增加1.32 g,即碳酸氢钠分解所产生的CO2的物质的量为1.32 g44 g·ml-1=0.03 ml,其在标准状况下的体积V(CO2)= 0.03 ml×22.4 L·ml-1=0.672 L=672 mL,该膨松剂的该项指标为672 mL6.0 g=112 mL·g-1。
2.答案 (1)分液漏斗 H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑
(2)除去装置内空气中的CO2 氢氧化钠
(3)继续通入一段时间的空气 防止空气中的水蒸气和CO2进入干燥管Ⅰ
(4)吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成 77.1%
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗;稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为H2SO4+2NaHCO3 Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
(2)装置A的作用是除去空气中的二氧化碳,排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,所以试剂X可以是氢氧化钠溶液。
(3)为了把装置B中产生的二氧化碳全部赶出,需要关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹Ⅰ,继续通入一段时间的空气;干燥管Ⅰ中的碱石灰吸收二氧化碳,所以干燥管Ⅰ增加的质量就是反应生成的二氧化碳的质量,干燥管Ⅱ可以防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入干燥管Ⅰ。
(4)由于装置C中吸收的水蒸气并不是全部来自反应生成,所以不能用装置C实验前后的质量差计算样品中Na2CO3的质量分数。根据干燥管Ⅰ增加的质量可知,反应生成二氧化碳的质量为124.8 g-120.4 g=4.4 g,其物质的量为0.1 ml,设样品中碳酸钠的物质的量为x ml,碳酸氢钠的物质的量为y ml,根据关系式Na2CO3~CO2、NaHCO3~CO2可得x+y=0.1①,根据样品质量为10 g可得106x+84y=10②,联立①②解得x=455,所以样品中Na2CO3的质量为455 ml×106 g·ml-1≈7.71 g,则其质量分数为7.71 g10 g×100%=77.1%。
编号
所加物质
1
无
2
1 g Na2CO3
3
1 g NaHCO3
4
2 g NaHCO3
5
1 g NaHCO3和适量食醋
6
适量酵母
物质
碳酸
钠
碳酸
氢钠
碳酸
氢铵
一水合
柠檬酸
酒石
酸
乳酸
苹果
酸
熔点/℃
851
270
105
153
200
18
130
溶液酸
碱性
碱性
较强
碱性较弱
比碳酸酸性强
相对分
子质量
106
84
79
210
150
90
134
1 ml酸与
NaHCO3反
应最多可产
生CO2的物
质的量
—
—
—
3
2
1
2
价格/
元·吨-1
2 300
2 200
1 000
6 050
15 000
8 500
12 000
装置B
装置C
干燥管Ⅰ
实验前称得的质量/g
180.0
30.0
120.4
实验后称得的质量/g
174.2
31.5
124.8
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