内容正文:
第一章 化学反应与能量转化
微专题一
探秘膨松剂 ——体会研究物质性质的方法和程序
的实用价值
第一章 化学反应的热效应
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随堂演练 知识落实
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课时作业(七)
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谢谢观看
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学习目标
核心素养
1.通过分类、比较、观察、实验等方法,结合研究物质性质的基本程序对碳酸氢钠的膨松原理进行实验探究,体会研究物质性质的基本程序和方法在化学研究中的作用。2.学习在真实背景下分析、解释实际问题,探究陌生物质的性质。
1.联系生活体会碳酸氢钠的膨松作用及其原理,能够从生活情境中读信息,找物质、找反应、找性质,使其转化为化学问题,并能解释生活问题。2.查阅资料,记录实验原理、操作步骤、注意事项并与同学分享。
活动1 探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理
阅读教材,探究以下问题:
1.单独用生物膨松剂酵头发面存在哪些不足?
提示:单独用生物膨松剂酵头发面时,由于不能保证酵头里酵母菌足够多,往往造成发面效果不够好,另外在发面过程中也会产生一些乳酸、醋酸等酸性物质,致使蒸出来的馒头有一定的酸味,口感不佳。
3.设计实验探究碳酸氢钠可用作膨松剂而碳酸钠不能用作膨松剂的原因,另外讨论碳酸钠在发面时可起到什么作用?
提示:
实验方案
实验现象
实验结论
按下图组装仪器,分别加入等量的NaHCO3和Na2CO3粉末,点燃酒精灯
NaHCO3
澄清石灰水变浑浊
NaHCO3受热分解生成CO2,其化学方程式为2NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+H2O+CO2↑
Na2CO3
澄清石灰水变浑浊
Na2CO3受热不分解
2.推测碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理是什么?
提示:碳酸氢钠能用作发面膨松剂,一是可能因为受热分解能生成二氧化碳,二是可能因为能与酸性物质反应生成二氧化碳。
提示:
实验方案
实验现象
实验结论
按下图组装仪器,分别加入等量的NaHCO3和Na2CO3粉末
NaHCO3
澄清石灰水变浑浊(很快)
NaHCO3与酸反应生成CO2,其化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3
澄清石灰水变浑浊(稍慢)
Na2CO3与酸反应生成CO2,其化学方程式为Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
由此可知,碳酸氢钠可用作膨松剂而碳酸钠不能用作膨松剂的原因是由于碳酸氢钠受热分解能产生二氧化碳,使面食疏松多孔,而碳酸钠受热不能分解产生气体。但是碳酸钠能够调节面团的酸度,减轻酸味,改善口感。
4.单独用碳酸氢钠作膨松剂存在哪些不足?为什么?
提示:单独用碳酸氢钠作膨松剂时,由于碳酸氢钠遇热放出的二氧化碳的量较少,致使做出的面食不够疏松;另外在面食里残留碱性较强的分解产物碳酸钠,造成馒头碱味较大,且色泽发黄。
1.生物膨松剂——酵头的发酵原理
酵头是前一次发面蒸馒头时留下的一小团面,由于里面有很多酵母菌等微生物,再次发面时可用来使面团发酵。酵头的发酵原理是面团在酵母菌以及一定种类和数量的其他微生物的共同作用下发生反应,生成二氧化碳、乳酸、醋酸、乙醇等物质,其中二氧化碳能使面团内部形成海绵状结构,变得疏松;为减轻酸味、改善口感,可在面团中加入碱性物质(如Na2CO3溶液,俗称碱水)中和乳酸、醋酸等,这个过程也会产生二氧化碳,使面团变得更加松软。不过,碳酸钠加入的量过多,会使蒸出的馒头发黄、带有碱味。
2.化学膨松剂——碳酸氢钠的发酵原理
碳酸氢钠的发酵原理是由于碳酸氢钠受热分解会产生二氧化碳气体,在面中酸性物质的作用下等量的碳酸氢钠与酸反应时比受热分解时能产生更多的二氧化碳气体,从而发挥很好的膨松效果。
注意:碳酸氢钠可用作发面的膨松剂,也可用于调节面团的酸度;碳酸钠不能用作发面的膨松剂,但可用于调节面团的酸度。
碳酸氢钠和碳酸钠的性质
1.物理性质
名称
碳酸氢钠
碳酸钠
化学式
NaHCO3
Na2CO3
俗名
小苏打
苏打、纯碱
颜色、状态
细小白色晶体
白色粉末
溶解性
易溶于水(小于Na2CO3)
易溶于水
2.化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式2NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)与酸(足量盐酸)反应。
①Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。
②NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
(3)碱性:Na2CO3与NaHCO3溶液均显碱性,且相同情况下前者碱性大。
(4)与碱反应
①与NaOH溶液
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Na2CO3不反应,NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O))
②与石灰水(足量)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH,+H2O))
(5)与盐(如BaCl2)反应
①Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
②NaHCO3与BaCl2不反应
3.相互转化
活动2 设计并使用复合膨松剂
碳酸氢钠单独作为膨松剂时,往往造成发酵效果不理想,食品口味不佳,颜色较深等问题,结合其性质讨论如何进行改进克服这些缺点?
提示:由于碳酸氢钠以及其分解产物碳酸钠都能跟酸性物质反应产生更多的二氧化碳,所以可以在和面时加入适量的白醋或柠檬酸,进一步促进其放出更多的二氧化碳,并减轻其碱味,以改善食品的发酵效果、口味和色泽。
为了克服单一膨松剂发酵存在的缺点,可选用具有发酵作用的碳酸盐和一些酸性物质组成复合膨松剂使用,现在人们广泛使用的复合膨松剂一般由三部分组成:
1.碳酸盐类:碳酸盐类的通常用量为膨松剂质量的30%~50%,其作用是通过与酸性物质反应产生二氧化碳气体。常用的碳酸盐是碳酸氢钠和碳酸氢铵。
2.酸性物质:酸性物质的通常用量为膨松剂质量的30%~40%,其作用是与碳酸氢钠、碳酸氢铵等发生反应产生二 氧化碳气体,提升膨松剂的作用效果并降低食品的碱性。
3.助剂:助剂指的是淀粉、脂肪酸等其他成分,通常用量为膨松剂质量的10%~30%,其作用是防止膨松剂吸潮结块而失效,也具有调节气体产生速率或使气体均匀产生等作用。
1.复合膨松剂的组成成分不包括( )
A.碳酸盐 B.酵母
C.酸性物质 D.助剂
答案:B
2.面包制品生产中常用的膨松剂有多种形式,其常用的膨松剂是( )
A.酵母 B.碳酸氢钠
C.酵头 D.碳酸钠
答案:A
3.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作膨松剂,其原因是 ( )
①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳 ④提供钠离子
A.②③ B.①③
C.①④ D.③④
答案:B
4.膨松剂是一种食品添加剂,它受热分解产生的气体,能使面胚在焙烤过程中变得松软、多孔。NaHCO3受热后发生分解反应生成CO2、H2O和Na2CO3,它既可以作为碱性膨松剂单独使用,也可以与酒石酸氢钾、淀粉按一定比例混合制成复合膨松剂,复合膨松剂遇水会产生CO2,起到膨松作用。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.碳酸氢钠受热分解的化学方程式:NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3 +H2O+CO2↑
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.复合膨松剂应在干燥的环境中保存
解析:选D 受热分解产生无毒气体的物质才可以做食品膨松剂,A项错误;方程式未配平,应为2NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+H2O+CO2↑,B项错误;NaHCO3做膨松剂时,也可以与有机酸混合使用,C项错误;复合膨松剂遇水产生CO2,所以应在干燥的环境中保存,D项正确。
5.有两份质量相同的NaHCO3,向第一份中加入盐酸使其充分反应;将第二份加热使其完全分解,冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸,充分反应,则它们所耗用的盐酸的体积比为( )
A.2∶1 B.1∶1
C.1∶2 D.4∶1
解析:选B 本题可从Na+守恒角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应,还是先加热分解后再与盐酸反应,Na+的量不变,生成的NaCl的量相等,则消耗盐酸的量相等。
6.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较中正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3<NaHCO3
B.常温时水溶液中溶解度:Na2CO3<NaHCO3
C.相同条件下,与稀盐酸反应快慢:Na2CO3<NaHCO3
D.质量相同时,消耗盐酸的量:Na2CO3<NaHCO3
解析:选C 热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A项错误;常温时水溶液中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B项错误;质量相同时,消耗盐酸的量:Na2CO3>NaHCO3,D项错误。
7.除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3,应采用下列方法中的( )
A.加入过量的HCl溶液
B.加入过量的Ca(HCO3)2溶液
C.通入过量的CO2气体
D.将溶液进行加热
解析:选C Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应生成NaCl,A项不行;Na2CO3能与过量的Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀,虽洗除去了Na2CO3,但在NaHCO3溶液中又混进了过量的Ca(HCO3)2,B项不行;通入过量CO2气体,Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3,C项可以;溶液中加热Na2CO3和NaHCO3都不变化,D项不行。
8.兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂,一包是柠檬酸晶体,另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水,混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是他们对白色粉末的化学成分进行了以下探究:
(1)[提出猜想]
猜想1.碳酸钠;猜想2.碳酸氢钠;猜想3.碳酸钠和碳酸氢钠。
(2)[查阅资料]碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性。
(3)[实验探究]小明、小磊分别对有关猜想设计方案并进行实验:
实验操作
实验现象
实验结论
小明
将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度
pH____(选填“>”“<”或“=”)7
溶液呈碱性,猜想1成立
小磊
用如图所示的装置进行实验
试管A中有水珠产生,试管B中液体变浑浊
猜想2成立,试管A中反应的化学方程式为______________
(4)[交流反思]大家一致认为小明和小磊的结论不准确:
①小明实验结论不准确的原因是_____________________________
②小磊的实验方案不能排除白色粉末是否含有__________________
(5)需确定白色粉末的成分,除了要做小磊的实验外,还要进行的实验是_______________________
解析:(3)小明:根据碳酸钠溶液呈碱性,所以溶液的pH>7;小磊:由实验的现象可知,碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式是2NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)①由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性,溶液的pH>7,所以小明实验结论不准确;
②由于碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热也会生成水和二氧化碳,所以不能排除白色粉末中混有碳酸钠。
(5)小磊的实验可以证明白色粉末中是否含有NaHCO3,要确定白色粉末中是否含有Na2CO3,还要对Na2CO3进行检验,可向白色粉末配成的溶液中滴加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成。
答案: (3)>
2NaHCO3 eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3↑+CO2↑+H2O
(4)①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性
②碳酸钠
(5)取少量白色粉末溶于水配成溶液,滴加少量BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则证明白色粉末中含有Na2CO3。
方法总结
(1)以NaHCO3为例真实情境中探究物质性质的思路方法
(2)鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的实验创新
核心素养:发现化学问题,设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。
两种物质的化学性质出现不同时,同对比的方法进行鉴别,现象直观明显。实验能增强对碳酸钠和碳酸氢钠活泼性和稳定性的感性认识,解决如何鉴别二者的问题。
方案1:如图所示。
优点:装置简单,操作方便。
缺点:无法直观地比较碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的快慢。
方案2:如图所示。
优点:装置简单,能直观地观察到碳酸氢钠分解能使澄清石灰水变浑浊。
缺点:需要做两次实验,分别验证碳酸钠和碳酸氢钠受热能不能分解。
创新方案1:如图所示。
优点:现象对比明显,一次完成,能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠。
创新方案2:如图所示。
优点:A是碳酸氢钠,B是碳酸钠。温度高的碳酸钠受热不分解,温度低的碳酸氢钠受热分解,对比明显,实验现象突出。
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