化学与健康——从化学的视角看食品添加剂.
近年来,食品添加剂成了国内外食品安全与健康饮食的焦点问题,如三聚氰胺、瘦肉精、染色馒头、毒豆芽……据《人民日报》报道,目前我国有近90%的食品中含有合法或违法的食品添加剂.那么,如何科学地看待食品添加剂?
我们知道,化学是认识物质、改造物质和应用物质的科学,从化学视角看食品添加剂,主要是从其元素组成与结构、物理化学性能及在人体内的变化等方面着眼.下表中给出了4种食品添加剂,试回答有关问题:
(1)请你在下表空白处填上物质的化学式.
物质组成与性能 |
被用于食品添加剂 |
|||
物质名称 |
物质组成(填化学式) |
主要化学性质及在体内变化 |
类别或作用 |
法律规定 |
碳酸氢钠 |
|
无毒、弱碱性、易与胃酸反应 |
蓬松剂 |
可用 |
硫酸铜 |
|
— |
增色 |
国家严禁使用 |
铁(还原性铁粉) |
|
比较活泼的金属,能与胃酸反应 |
抗氧化剂 |
依据国家标准,可用 |
甲醛 |
CH2O |
— |
防腐 |
国家严禁使用 |
(2)从应用物质的角度,人们常常根据物质的性质对物质进行分类,其原因在于________________________________.从性质上看,国家严格禁止甲醛和硫酸铜作为食品添加剂,是因为________________________________________________________________.在研究或认识物质的性质时,又常常根据物质的组成和结构对物质进行分类,其原因在于________________________________.
(3)还原性铁粉用于食品添加剂,除能够防止食品因氧化而变质外,还是一种营养强化剂,这是因为____________________________________________________________________
________________________________.
(4)碳酸氢钠是面食类食品经常使用的添加剂,如蒸馒头时人们常常加适量的碳酸氢钠.即使少量碳酸氢钠进入体内,也不会危害人体健康.请你从碳酸氢钠的性质、在胃液中的变化以及人体所必需的营养元素三个方面,解释为什么它不会对人体产生危害.________________________________.
(5)在改善食品的色香味、延长食品的保质期等方面,食品添加剂确实提高了现代食品的品质,但副作用也是显而易见的.我们需要食品添加剂吗?现在有两种观点:(A)可依法添加使用.(B)应禁止使用,因为绝大多数食品添加剂都是化学合成物质,对人体有害,而且违法滥用现象严重,影响人体健康.从化学的视角,你的观点是(填“A”或“B”)__________________________________________________.
(5分)维生素C(简称Vc,又名抗坏血酸),易溶于水,易被氧化。人体缺乏Vc可能引发多种疾病。水果和蔬菜中含有丰富的Vc。某研究性学习小组对它探究如下:
探究一:测定新买的饮料中Vc的含量。
【查阅资料】Vc能和高锰酸钾反应,使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
【设计方案】分别向盛有lmL等浓度高锰酸钾稀溶液的四只试管中逐滴滴加新买的果味饮料、苹果汁、梨汁和新配制的0.04%的Vc溶液,边滴边振荡,直至高锰酸钾溶液褪色。
【实验数据】
【实验结论】分析数据可知,新买的饮料中Vc含量最高的是,含量为
(各液体密度上的差别忽略不计)。
探究二:蔬菜放置时间的长短对其Vc含量是否有影响。
【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案:。
【实验结论】按上述方案实验,根据这一实验结果,分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc的含量有影响。
【实验反思】对比实验需要控制变量。在做探究二时,下列情况影响到测定结果的是。
A.量取的高锰酸钾溶液的体积不同
B.新鲜黄瓜汁是其他班级用剩下的,而放置一周的黄瓜汁是当时榨的
C.没有用同一规格胶头滴管滴加
小彬同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液……
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液……
【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
①Cr Al Cu ②Al Cr Cu③Al Cu Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。(填表中空格)
实验一 |
实验二 |
实验三 |
|
实验 方案 |
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实验 现象 |
铬片表面产生气泡缓慢,溶液变蓝色。 |
___________________ |
铝片表面产生气泡较快。 |
结论 |
铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢。 |
铜不与稀硫酸反应 |
_____________________ |
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________ |
【回答问题】
(1)用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。
(2)实验一所发生反应的化学方程式是____________________________。
(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是__________________。
(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是________________。
【归纳】比较金属活动性强弱的方法有_____________(写一种即可)。
某兴趣小组话动中,在空气中点燃镁条时,发现在生成的白色固体物质中夹杂着少量的淡黄色固体。为了探究其原因,小组成员进行了以下探究活动:
[提出问题] 淡黄色固体物质的成分是什么?
[查阅资料] 通过查阅资料,记录了下列几种物质的颜色:
物 质 |
MgO |
MgCl2 |
Mg3N2 |
Mg(NO3)2 |
MgCO3 |
Mg(OH)2 |
颜 色 |
白色 |
白色 |
淡黄色 |
白色 |
白色 |
白色 |
小组成员一致认为产物中一定不含有氯化镁,理由是。
[提出猜想] 淡黄色的固体可能是。(填化学式)
[实验探究](1)按下图所示装置收集氮气(关闭a、b、c,用凸透镜聚光引燃白磷,待白磷不再燃烧并冷却至室温后,打开a、b,使用打气筒进行充气至A中的水进入B时,打开c,继续充气。)
(2)实验验证的方法是
。
[实验结论] 猜想是正确的。镁条在空气中燃烧的有关化学反应方程式是
。
[实验反思] (1)氮气选用排水法收集的原因是。
(2)本探究活动对物质燃烧新的认识是。
小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。
【饮料说明】
①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200 mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料。
小明观察了饮料说明后,他借助化学实验的方法,探究“汽泡爽”产生气体的成分,以及加水温度对产生气体量的影响。
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。
(1)小明阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水,可以发生以下反应,填写生成气体的化学式。
3NaHCO3 + C6H8O7 ="===" C6H5O7Na3 + 3H2O + 3↑
(2)为了检验该气体,小明选择的试剂是。
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。
(1)小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时,发现有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小明设计了如下实验方案,请填写表中空白。
实验序号 |
加入水的体积 |
加入水的温度 |
收集到的气体的体积 |
1 |
200 mL |
15℃ |
a(待记录) |
2 |
50℃ |
b(待记录) |
(2)在老师的帮助下,小明采用相同的两套实验装置(如下图)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是。
A B C
(3)通过实验,小明测得:a =" 64" mL,b =" 132" mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。但是老师看到小明的实验报告后却指出:两套装置中,“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大,其本质原因是。
(4)通过反思,为了证明老师的观点,小明继续利用(3)中已反应完的两套装置,又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近,他的实验操作是。
某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰(CaO)干燥剂产生了好奇,于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究。
【提出问题】这包干燥剂是否变质,成分是什么?
【猜想假设】猜想一:全部是CaO;猜想二:是CaO和Ca(OH)2的混合物;
猜想三:全部是Ca(OH)2;猜想四:是Ca(OH)2和CaCO3的混合物。
【实验探究】(1)取部分该干燥剂于试管中,加水后无放热现象,说明这包干燥剂中不含
。
(2)继续向试管中滴加足量稀盐酸,有气泡出现,说明这包干燥剂中含有。
(3)为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分,小组同学设计了以下三种方案。
另取部分干燥剂于烧杯中,加水并搅拌,静置后取上层清液于3支试管中。请你参与实验,并填写表中的空白:
写出方案二发生的化学反应方程式。
【实验结论】通过以上实验探究,得出猜想成立。
【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因,认识到实验室保存氧化钙应注
意。