内容正文:
【教学素材】
自制汽水(可乐)
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】碳酸饮料俗称汽水,是指在一定条件下充入二氧化碳气体的饮料,主要成分包括碳酸水、柠檬酸等酸性物质以及白糖和香料,不仅用于平时饮用,还是配制鸡尾酒和酒水混合饮料不可缺少的原料。
一、自制汽水的基本原理
(1)原料:纯净水、白糖、柠檬酸、小苏打、食用色素、香精。
(2)核心反应:小苏打(碳酸氢钠)与酸味剂(如柠檬酸或白醋)在水中反应生成二氧化碳气体,溶解后形成碳酸,从而产生气泡和清爽口感。
(3)操作步骤:
①在干净瓶子中加入400ml冷水,加入20g白糖搅拌溶解;
②加入2g小苏打,轻轻摇匀;
③迅速加入2g柠檬酸,立即拧紧瓶盖,静置几分钟;
④冷藏后饮用,气泡更持久。
【母题】(人教版下册第50页7题)请根据以下步骤自制汽水:
①在500mL饮料瓶中加入2勺蔗糖、1.3g食品级碳酸氢钠;
②注入饮用水;
③加入1.5g食品级柠檬酸,并立即旋紧瓶盖,摇匀。
(1)查阅资料,说明加入柠檬酸后礼记旋紧瓶盖的原因。
(2)如果在炎热的夏天,将制得的汽水放入冰箱冷藏一段时间后取出,打开瓶盖时可能会出现什么现象?试更有所学知识解释原因。
解析:(1)柠檬酸和碳酸氢钠反应会产生二氧化碳气体,立即旋紧瓶盖可防止二氧化碳逸出。(2)打开瓶盖时可能会有大量气泡冒出,原因是温度降低时二氧化碳溶解度增大,打开瓶盖时压强减小,二氧化碳逸出。
同步训练设计
1.我们喝的可乐汽水中冒出的气泡是( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.氮气 D.水蒸气
2.下列四种条件下,二氧化碳的溶解度最大的是( )
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
3.下列能使气体物质溶解度增大的操作是( )
A.增加溶剂 B.振荡溶液 C.增大压强 D.升高温度
4.将某碳酸饮料拧开,倒入装有冰块的杯中(如图)。下列分析合理的是( )
A.拧开瓶盖后,二氧化碳的溶解度变大
B.产生气泡的原因是饮料与冰发生化学反应
C.图中现象能说明二氧化碳溶解度随压强的减小而减小
D.胃酸过多的人可多喝碳酸饮料
5.(2024•成都)将某碳酸饮料拧开,倒入装有冰块的杯中,如图。下列分析合理的是( )
A.拧开瓶盖后,二氧化碳溶解度变大
B.产生气泡的原因是饮料与冰发生化学反应
C.冒泡刚结束时,饮料仍然是二氧化碳的饱和溶液
D.图中现象能说明二氧化碳溶解度与压强、温度的关系
6.生活中处处有化学,我们来看一看可乐(汽水)中的化学。
(1)二氧化碳是生产可乐的一种原料,因而说可乐是一种碳酸饮料。请用化学方程式说明为什么叫它“碳酸”饮料 。
(2)二氧化碳是在高压下加入到饮料中的,这说明,气体的溶解度随着 的增大而增大。饮用饮料后,打嗝时二氧化碳排出(把人体的热量带走,可以降温解热),这说明气体的溶解度随 而减小。
(3)从冰箱中拿出一瓶冰镇可乐准备喝,一不小心可乐瓶掉在了地上,滚动不远后,可乐瓶突然爆炸了。请你解释发生爆炸的原因 ;该爆炸是由 (填“物理”或“化学”)变化导致的。结合这个事件和我们的化学知识,请你说出饮用碳酸饮料时的注意事项 。
7.汽水是生活中常见的饮料,其中含有CO2、H2O和蛋白质等物质。请用你所学的化学知识加以解释:
(1)当把汽水倒入杯中时,会冒出大量的气泡,其化学方程式为: ;
(2)将少量汽水倒入澄清石灰水中,其反应的化学方程式为 ;
(3)在购买和贮存玻璃瓶汽水时,要注意如下问题:
①不要猛力碰撞,原因是 。
②不要在阳光下曝晒,原因是 。
③不要长时间贮藏在冰箱的冷冻室里,原因是 。
8.如图是雪碧汽水标签中的部分内容。回答问题:
(1)取适量的雪碧汽水于试管中,当打开可乐瓶盖后,就立即有气泡冒出,说明气体溶解度与 相关,发生反应的化学方程式为 。
(2)将雪碧汽水充分煮沸后滴人石蕊试液,溶液呈红色,使石蕊变红的物质是 。
(3)如果将变红的溶液通过装有活性炭的装置过滤,可以看见的现象是 。
9.教你自制汽水!在500 mL的饮料瓶中加入2勺白糖和适量果汁,加入约1.5 g小苏打,注入凉开水,再加入约1.5 g柠檬酸(175℃分解)立即旋紧瓶盖,摇匀,即制得汽水。
(1)“自制汽水”原料中的 和 反应生成的CO2溶于水,且与水反应,化学方程式为 ,因此汽水也叫碳酸饮料。
(2)“自制汽水”不能提供的营养素是 (填序号)。
A.蛋白质 B.糖类 C.油脂 D.维生素
(3)将少量“自制汽水”倒入试管中,滴入紫色石蕊溶液,溶液 色,说明“自制汽水”呈酸性;接着,加热至沸腾,观察到溶液______色,说明柠檬酸过量。
(4)同学喝了一杯“自制汽水”,一会儿后打了个嗝,打嗝的原因是______。
10.炎热的夏天,在家中可以自制汽水来消暑解热。
【制备材料】小苏打1.5g、柠檬酸1.5g、蔗糖少许、果汁适量、凉开水。
【制作过程】
(1)材料中的小苏打是 的俗称,其水溶液显 性。
(2)柠檬酸中碳、氢元素的质量比为 。
(3)步骤②中用凉开水制汽水的原因是 。
(4)加入柠檬酸后,立即旋紧瓶盖的原因是 。
(5)上述自制汽水属于“碳酸饮料”,其中碳酸的来源是 。
(6)打开该汽水瓶盖,能够看到的现象是 ,发生反应的化学方程式是 。
11.汽水是人们喜爱的碳酸饮料之一。化学兴趣小组的同学以“自制汽水”为主题开展项目化学习。
【任务一】准备原料
(1)自制汽水需使用水、白糖、果汁、食品级的碳酸氢钠和柠檬酸。柠檬酸中含氢离子,请用离子符号表示 。
【任务二】自制汽水:同学们按如下步骤自制汽水。
(2)最终所得汽水的物质类别是 (填“混合物”或“纯净物”)。步骤②用凉开水的原因是 。步骤③加入柠檬酸后,产生大量气泡,旋紧瓶塞后汽水中的气泡会逐渐变少直至不再冒出,分析原因是________。
【任务三】探究气体的成分
(3)同学们猜想步骤③产生的气体可能是二氧化碳,经讨论设计如下方案进行探究。
实验方案
实验现象
实验结论
。
产生的气体是二氧化碳
【拓展探究】(4)二氧化碳可与水反应产生碳酸,写出反应原理______,因此自制汽水也称为碳酸饮料。为证明二氧化碳能与水反应,同学们经讨论设计如下方案进行探究。
实验方案
实验现象
实验结论
。
二氧化碳能与水反应
【任务四】自制汽水与人体健康
(5)自制汽水虽然能醒脑提神、补充能量和水分,但如果过度饮用,汽水中的酸性物质和糖分损伤牙齿,含糖量高的汽水还会导致肥胖。请你针对自制汽水的饮用提出一条合理化建议为 。
参考答案
1~5.A、D、C、C、C。
6.(1)CO2+H2O=H2CO3;(2)压强;温度升高;(3)从冰箱拿出的冰镇可乐温度低,二氧化碳溶解度大,掉地滚动后温度升高或震动使二氧化碳溶解度减小,气体逸出导致瓶内压强骤增而爆炸;物理;避免剧烈震动、打开前不摇晃、不放在高温处。
7.(1)H2CO3 =H2O+CO2↑;(2)CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O;(3)①汽水中溶有CO2气体,且瓶内的压强高于瓶外.受到撞击时,瓶壁所受压力失衡,玻璃瓶会发生爆裂,伤及人身;②温度升高二氧化碳在水中的溶解度减小,会有大量的二氧化碳气体逸出从而增大瓶内的压强,使瓶炸裂,造成危险;③水结冰,体积膨胀,造成瓶的炸裂。
8.(1)压强;H2CO3 =H2O+CO2↑;(2)柠檬酸;(2)溶液颜色变浅或变成无色。
9.(1)小苏打、柠檬酸;CO2+H2O=H2CO3;(2)ACD;(3)红;红;(4)气体的溶解度随温度的升高而减小。
10.(1)碳酸氢钠;碱;(2)9:1;(3)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,且二氧化碳在水温低时溶解度比水温高时大;(4)柠檬酸和碳酸氢钠反应生成气体二氧化碳,若不立即旋紧瓶盖,气体会逸出;(5)碳酸氢钠和柠檬酸反应生成气体二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸;(6)有气泡冒出;;H2CO3 =H2O+CO2↑。
11.(1)H+;(2)混合物;越大;压强增大,气体的溶解度增大;(3)澄清石灰水变浑浊;(4)干燥的石蕊纸花不变红,湿润的纸花变红;(5)适量饮用汽水或不喝含糖量高的汽水。
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