資源簡介

(共37張PPT)
第一章走進化學科學
微項目：探秘膨松劑
——體會研究物質性質的方法和程序的實用價值
項目學習目標
1.科學探究與創新意識：運用研究物質性質的基本方法(觀察、實驗、分類、比較等)和基本程序，對碳酸氫鈉用作膨松劑的作用原理進行實驗探究。
2.科學態度與社會責任：了解復合膨松劑的組成，學會在真實情境中分析、解決實際問題，探究陌生物質的性質。
3.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質及兩者的相互轉化。
南米北面
“蓋蠻地人頭祭神，武侯以面為人頭以祭，謂之蠻頭。今訛而為饅頭也”
古人如何蒸饅頭呢？
《南喬書》中記載：“入酵面中，令松松然也。”
酵頭（面引子、老面）：生物膨松劑，提前發酵好的面團
酵頭
酵頭是前一次發面蒸饅頭時留下的一小團面。酵頭的發酵原理是面團在酵母菌以及一定種類和數量的其他微生物的共同作用下發生反應，生成二氧化碳、乳酸、醋酸、乙醇等物質，其中二氧化碳能使面團內部形成海綿狀結構，變得疏松；為減輕酸味、改善口感，常在面團中加入堿性物質（如碳酸鈉溶液，俗稱堿水）中和乳酸、醋酸等，這個過程也會產生二氧化碳，使面團變得更加松軟。不過，碳酸鈉加入的量過多會使蒸出的饅頭發黃、帶有堿味。
膨松劑
在食品加工過程中加入的，能使面胚發起形成多孔組織，從而使食品具有松軟或酥脆特點的一類物質。
概念
分類
生物膨松劑
化學膨松劑
單一膨松劑
復合膨松劑
加發酵粉
小蘇打＋食醋
不添加膨松劑 不蓬松
NaHCO3 蓬松，但是發黃有堿味
NaHCO3+CH3COOH 最蓬松，白，無堿味
化學膨松劑碳酸氫鈉
無添加
小蘇打
推測的具體依據 預測NaHCO3的性質
NaHCO3+CH3COOH 最蓬松，白，無堿味
不添加膨松劑 不蓬松
NaHCO3 蓬松，但是發黃有堿味
不加NaHCO3不蓬松，加了NaHCO3才蓬松
不加NaHCO3不蓬松，加了NaHCO3才蓬松 NaHCO3受熱可能產生CO2
NaHCO3蒸的饅頭有堿味 NaHCO3或其反應的產物可能呈堿性
NaHCO3+CH3COOH蒸的饅頭最蓬松，沒有堿味 NaHCO3可能和酸反應，產生CO2
預測碳酸氫鈉的性質
小蘇打＋食醋
無添加
小蘇打
設計實驗進行驗證
預測的NaHCO3性質 設計的實驗
NaHCO3受熱可能產生CO2
NaHCO3可能呈堿性
NaHCO3可能和酸反應，產生CO2
NaHCO3受熱可能產生CO2 加熱NaHCO3，檢驗是否有二氧化碳
NaHCO3蒸的饅頭有堿味 向溶液中滴加酚酞，看是否變紅
NaHCO3+CH3COOH蒸的饅頭最蓬松，沒有堿味 向NaHCO3固體中加入鹽酸溶液，檢驗是否有CO2產生
實驗方案 實驗現象 結論或有關反應的化學方程式
加熱適量NaHCO3固體至不再產生氣體為止，用澄清石灰水檢驗產生的氣體 試管口附近有較多的水珠，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁
補充實驗：取出剩余的白色固體中加入鹽酸，用
澄清石灰水檢驗產生的氣體
現象：澄清石灰水變渾濁
實驗和觀察
2NaHCO3 H2O + CO2 ↑ + Na2CO3
△
實驗方案 實驗現象 結論或有關反應的化學方程式
加熱適量NaHCO3固體至不再產生氣體為止，用澄清石灰水檢驗產生的氣體 試管口附近有較多的水珠，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁 碳酸氫鈉受熱分解產生水、CO2
NaHCO3 ——→ H2O+CO2↑+
管內剩余白色固體是什么？
發現特殊現象，提出新的問題
能不能在面團里直接加入純堿做膨松劑？為什么？
但Na2CO3受熱難以分解，加之堿性較強，因而不能單獨用作膨松劑
復合膨松劑
實驗方案 實驗現象 結論或有關反應的化學方程式
向適量NaHCO3溶液中加入鹽酸，用澄清石灰水檢驗產生的氣體 生成的氣體使澄清石灰水變渾濁
實驗和觀察
實驗方案 實驗現象 結論或有關反應的化學方程式
向適量NaHCO3溶液中加入鹽酸，用澄清石灰水檢驗產生的氣體 生成的氣體使澄清石灰水變渾濁 NaHCO3 +HCl = H2O+CO2↑+NaCl
①碳酸氫鈉受熱易分解
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
△
②碳酸氫鈉能與酸反應
NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 ↑
碳酸氫鈉的性質
③碳酸氫鈉溶液顯堿性
實驗結論
依據NaHCO3的性質，解釋饅頭制作過程中發生的現象
利用結論解釋現象
利用NaHCO3受熱分解產生CO2使饅頭松軟，但NaHCO3受熱分解生成的Na2CO3或可能剩余的NaHCO3使饅頭發黃，并略帶堿味。
利用NaHCO3與酸的反應，可調節面團酸度，去除堿味。
同時二者反應會放出二氧化碳，也會使饅頭更蓬松。
用NaHCO3，還是Na2CO3
復合膨松劑的設計
→
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑
△
NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 ↑
Na2CO3 +2HCl 2NaCl + H2O + CO2 ↑
但Na2CO3受熱難以分解
產生等量的二氧化碳，碳酸鈉需要消耗更多的酸
復合膨松劑的組成
復合膨松劑的組成
碳酸鹽類 如碳酸氫鈉通常用量30%～50% 作用是反應產生二氧化碳
酸性物質 如檸檬酸通常用量30%～40% 作用是與碳酸鹽反應,控制反應速率和提升膨松劑的作用效果,調節產品酸堿度
助劑 指的是淀粉、脂肪酸等,通常用量10%～30% 作用是防止膨松劑吸潮結塊而失效,調節氣體產生速率或使氣體均勻產生
二、設計并運用復合膨松劑
探究總結
設計并使用復合膨松劑
NaHCO3單獨做膨松劑不是很好，怎么解決？
加酸調節
酸性物質 化學式 色態 氣味 溶解性 揮發性
醋酸 CH3COOH 無色液體 刺激味 易溶于水 易揮發
檸檬酸 C6H8O7 無色固體 無味 易溶于水 難揮發
綜合來看，使用檸檬酸更好
某品牌復合膨松劑的說明書
廣泛使用的復合膨松劑
一般由三部分組成：
1.碳酸鹽類
2.酸性物質
3.助劑（淀粉、食鹽等）
微膠囊技術在膨松劑中的應用
微膠囊技術是利用可形成膠囊壁的物質，將核心物質包嵌起來制成直徑為2~1000um的微小膠囊的技術。它可使核心物質與外界環境隔絕，從而達到保護核心物質和延長其有效使用期限的目的。
利用微膠囊技術可以避免復合膨松劑中碳酸鹽類和酸性物質在儲存過程中過早接觸反應而使膨松劑的蓬松效果減弱或失效，使它們在需要時再接觸而發生反應產生氣體。另外，利用微膠囊技術包埋碳酸氫鈉，還可以控制其在達到適當的溫度時才被釋放，然后與酸性物質作用，達到更佳的蓬松效果。
微膠囊技術是當今一項用途廣泛而又發展迅速的新技術，其應用于食品工業中，極大地推動了食品工業由低級產業向高級產業的轉變。
化學與
技術
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式
俗名
外觀
水溶性
用途
Na2CO3
純堿或蘇打（堿面）
白色粉末(易結塊)
NaHCO3
小蘇打
細小白色晶體
易溶于水，S(Na2CO3) > S(NaHCO3)
水溶液均呈堿性(統稱為食用堿)
玻璃、造紙
焙制糕點的發酵粉，治療胃酸過多，泡沫滅火器
1. 物理性質
Na2CO3與NaHCO3性質比較
2.化學性質
⑴熱穩定性：
NaHCO3不穩定， 受熱易分解；Na2CO3受熱難分解，較穩定。
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O
實驗設計1：分別加熱碳酸氫鈉、碳酸鈉；現象怎樣？有人設計如右圖裝置，可以一次實驗，對比二者性質，試分析其裝置原理。
思考：
能否鑒別？
思考：試管A、B應分別放入哪種試劑？能否顛倒？
⑵與酸反應
Na2CO3＋2HCl===2NaCl ＋ CO2↑＋H2O
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
①向Na2CO3或NaHCO3的溶液(固體)中加入足量鹽酸：
現象：立即生成大量無色氣泡，后者耗酸少，產氣要迅速、劇烈得多。
NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3：Na2CO3＋HCl===NaCl ＋NaHCO3
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
開始無氣泡后來有氣泡
立即生成大量無色氣泡
②向Na2CO3或NaHCO3的溶液中逐滴加入鹽酸：
思考：
能否鑒別？
實驗設計2：分別在氣球中加碳酸氫鈉、碳酸鈉；試管中加入等體積、等濃度的鹽酸，同時提起氣球使反應同時發生。
現象：碳酸氫鈉的氣球膨脹速率快且氣球的體積。
思考：①鹽酸能否鑒別Na2CO3 與NaHCO3 溶液？
②兩瓶失去標簽無色溶液是碳酸鈉溶液和鹽酸，如何鑒別？
(3)Na2CO3或NaHCO3溶液中通入CO2氣體：
回顧：CaCO3＋CO2＋H2O === Ca(HCO3)2 白色固體消失
規律：溶液中， 碳酸正鹽 ＋ CO2＋H2O → 碳酸酸式鹽
② Na2CO3溶液中通入CO2氣體
①NaHCO3不反應
(應用：用飽和NaHCO3溶液除CO2中的HCl雜質)
思考：向飽和的碳酸鈉溶液中通入CO2，有何現象？反應化學方程式？
有白色晶體析出：Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3 ↓
Na2CO3＋CO2＋H2O === 2NaHCO3
⑷與堿溶液的反應：
①NaOH溶液：
Na2CO3 不反應
NaHCO3 + NaOH＝ Na2CO3+ H2O
②石灰水：
Na2CO3+Ca(OH)2＝ CaCO3↓+ 2NaOH
NaHCO3+Ca(OH)2＝ CaCO3↓+ NaOH+H2O
無明顯現象
有白色沉淀
有白色沉淀
NaHCO3 不反應
⑸與CaCl2 或 BaCl2溶液的反應
Na2CO3+CaCl2＝ CaCO3↓+2 NaCl
Na2CO3+BaCl2＝ BaCO3↓+2 NaCl
有白色沉淀
有白色沉淀
思考：
能否鑒別？
思考：Na2CO3是不是與所有的堿溶液都不反應？
3、Na2CO3與NaHCO3的相互轉化
Na2CO3 NaHCO3
①CO2、H2O
②H+
③固體(加熱)
④NaOH溶液
4. 除雜方法：（ ）內為雜質
⑶ Na2CO3固體(NaHCO3固體)
NaHCO3+NaOH＝ Na2CO3+H2O
加熱至恒重
加適量NaOH
⑴ NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3+CO2+H2O ＝ 2NaHCO3
通足量CO2
⑵Na2CO3溶液(NaHCO3)
⑷ NaHCO3固體(Na2CO3)
加水溶解成飽和溶液，通入足量的CO2，蒸發結晶
Na2CO3+CO2+H2O ＝ 2NaHCO3↓
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
5. Na2CO3的制備方法——侯氏制堿法
NaCl ＋ CO2＋ NH3＋ H2O ＝ NaHCO3 ＋ NH4Cl
飽和食鹽水
先通NH3飽和
通CO2飽和
碳酸氫鈉
碳酸鈉
煅燒
2NaHCO3 Na2CO3＋ H2O ＋ CO2↑
1、⑴如圖表示往Na2CO3溶液中滴入稀鹽酸產
生CO2的過程：①寫出 a 點前發生反應的反應方程式：___________________________。②寫出 a 點到 b 點發生反應的離子反應方程式：______________________________________。
⑵將 0.01mol NaOH 和 0.01molNa2CO3 混合并
配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀鹽酸。
請在坐標系中畫出加入鹽酸的體積與生成 CO2
物質的量的關系曲線，及相應方程式。
Na2CO3＋HCl ＝ NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl ＝ CO2↑＋NaCl＋H2O
隨堂練習
2、探究Ⅰ：已知某膨松劑含碳酸
氫鈉、碳酸氫銨中的一種或兩種，
在硬質玻璃管中加入該膨松劑，
按如圖1所示連接好裝置(整套裝置
氣密性良好，且裝置內空氣已排盡)。
[觀察與分析Ⅰ]　點燃酒精燈。
(1)關閉止水夾2，打開止水夾1，澄清石灰水變渾濁，說明產物中有二氧化碳，該反應的化學方程式為________________________________。
(2)打開止水夾2，關閉止水夾1，觀察到的現象是__________________，說明產物中有氨氣。
(3)充分加熱后，硬質玻璃管中______(填“有”或“無”)固體剩余。
Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
無色酚酞溶液變紅
有
探究Ⅱ：測定該膨松劑樣品產
生的二氧化碳和氨氣的質量(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的質量，其質量差即為樣品產生二氧化碳的質量，裝置C的作用是_______________________，裝置D的作用
是_________________，若沒有裝置E，會造成測定結果__________(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
除去氨氣和水蒸氣
吸收二氧化碳
偏大
(5)實驗過程中必須向
裝置內通入空氣，裝
置A的作用是除去空氣
中的________(填名稱)。
停止加熱后，繼續通入
空氣一段時間，目的是_____________________________。
(6)若對裝置C、D、E連接順序進行調整，即可用于測定另一份同質量的相同樣品受熱分解產生的氨氣的質量。則裝置C、D、E連接順序為_________，通過測定實驗前后裝置C的質量，其質量差即為樣品產生氨氣的質量。
二氧化碳
將裝置中殘留的CO2全部鼓入裝置D中
DCE
(7)若將產生的氨氣通過灼熱的氧化銅會生成紅色固體、無色液體和氣體單質三種物質，則該反應的化學方程式為____________________________________________。
2NH3＋3CuO 3Cu＋3H2O＋N2
3、實驗室欲測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質量分數w(Na2CO3)，稱取此混合物5.0 g，溶于水中，配成溶液與足量稀硫酸反應，測定生成氣體在通常狀況(約20 ℃、1.01×105 Pa)的體積，換算成標況下體積 V L，由此計算混合物中w(Na2CO3)。
⑶根據所給的數據，計算碳酸鈉的質量分數w(Na2CO3)。
①平衡氣壓，使液體能夠順利滴下②防止向容器中加入的液體的體積影響對生成氣體的體積測量
(1)裝置中導管a的作用是什么？若沒有a管對結果有何影響？
(2)若反應結束后在c管處讀取氣體體積V＝v末－v初，
讀數時b、c兩處的液面必須相平，如不相平怎樣操作？
上下移動c管，是兩邊液面相平。
沒有a管，會使體積V偏大。
配置好的溶液
Na2CO3
NaHCO3
CO2
CO2

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