Question

食品變質(zhì)是微生物污染所引起的食品發(fā)生緩慢氧化而腐敗變質(zhì)是最為重要和普遍的現(xiàn)象，如何防止食品變質(zhì)是當下面臨的一個重要課題．
（1）市場上銷售的香腸、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包裝．真空包裝的目的是除去空氣，使大多數(shù)微生物因缺少

 

氣而受到抑制，停止繁殖，同時防止食品發(fā)生緩慢

 

而變質(zhì)．
（2）月餅、茶葉等通常在包裝內(nèi)放入一種雙吸劑，其主要成分是鐵粉，其防止食品變質(zhì)的機理是

 

（3）牛奶的加工處理主要是一個滅菌（殺菌）并包裝的過程，主要有兩種方法：巴氏滅菌法和超高溫滅菌法．此外我們通常把食品放在冰箱中的目的是：

 

．
（4）茶葉、肉松、膨化食品等常采用真空充氣包裝，即將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內(nèi)空氣，再充人防止食品變質(zhì)的氣體，然后封口．真空充氣包裝能使食品保持原有的色、香、味及營養(yǎng)價值，防止食品受壓而破碎變形．
【提出問題】充入食品包裝袋中的氣體是什么？
【猜想與驗證】可能是二氧化碳．
請你設計一個簡單的實驗方案來初步驗證．
方法及現(xiàn)象：

 

其中發(fā)生反應的表達式：

 

充入的氣體還可能是：

 

．
【反思】你認為食品充氣包裝，對所充氣體的要求是：
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（5）食品防腐劑是對以腐敗物質(zhì)為代謝底物的微生物的生長具有持續(xù)的抑制作用．我國規(guī)定使用的防腐劑有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、丙酸鈣等25種．苯甲酸鈉（化學式：C₇H₅NaO₂）是最常用的防腐劑之一．下面請通過計算回答下列問題：
①苯甲酸鈉中C、H、O的質(zhì)量比？（寫出計算過程）
②苯甲酸鈉由

 

元素組成；
③每個苯甲酸鈉化學式中含有

 

個原子；
④苯甲酸鈉中碳元素的質(zhì)量分數(shù)（精確到0.1%） （寫出計算過程）
⑤72g苯甲酸鈉含鈉元素質(zhì)量與多少克氯化鈉中所含鈉元素質(zhì)量相當？（寫出計算過程）
⑥苯甲酸鈉有防止食品變質(zhì)發(fā)酸、延長保質(zhì)期的效果，用量過多會對人體肝臟產(chǎn)生危害，甚至致癌．一般防腐劑只要按照國標規(guī)定的添加量使用是不會有安全問題的，所以苯甲酸鈉在食品中的使用量為0.2-1g/kg．現(xiàn)有50Kg面粉要加工成面包，最多添加多少苯甲酸鈉？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：食品干燥劑、保鮮劑和真空包裝的成分探究,常見氣體的檢驗與除雜方法,化學式的書寫及意義,元素的質(zhì)量分數(shù)計算,化合物中某元素的質(zhì)量計算,燃燒、爆炸、緩慢氧化與自燃

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)食品易變質(zhì)的條件，氧氣能使食品發(fā)生緩慢氧化而變質(zhì)，據(jù)此進行分析解答．
（2）檢驗某鐵粉是否還有效，根據(jù)金屬的化學性質(zhì)進行分析解答．
（3）食物腐敗變質(zhì)是由于微生物的生長和大量繁殖而引起的．根據(jù)食物腐敗變質(zhì)的原因，食品保存就要盡量的殺死或抑制微生物的生長和大量繁殖．將食物放在冰箱中就是利用冰箱內(nèi)的低溫環(huán)境抑制了微生物的生長和繁殖，來達到較長時間保存的目的．因此若一次性購買了較多的這種牛奶，可以用低溫方法儲存，理由是低溫可抑制細菌生長繁殖．
（4）①根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)可以選擇澄清石灰水來進行驗證；
②二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，所以可以據(jù)此完成該題的解答；
③既然是食品首先要保證是無毒，同時要保證食品的質(zhì)量，可以據(jù)此作答．
（5）①根據(jù)丙酸鈉化學式為C₃H₅O₂Na，利用各元素的相對原子質(zhì)量與分子中原子個數(shù)的乘積之比，計算丙酸鈉中C、H、O、元素的質(zhì)量比；
②由苯甲酸鈉的化學式來判斷苯甲酸鈉的元素組成；
③由苯甲酸鈉的化學式來判斷每個苯甲酸鈉分子中含有多少個原子；
④利用

碳的相對原子質(zhì)量×苯甲酸鈉分子中碳元素的原子個數(shù)

苯甲酸鈉的相對分子質(zhì)量

×100%來計算苯甲酸鈉中碳元素的質(zhì)量分數(shù)；
⑤依據(jù)物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)的計算方法來計算72g苯甲酸鈉含鈉元素質(zhì)量與多少克氯化鈉中所含鈉元素質(zhì)量相當；
⑥要計算50Kg面粉最多添加多少苯甲酸鈉，須按苯甲酸鈉在食品中的最大允許使用量即1g/kg來計算．

解答：解：
（1）空氣中的氧氣具有氧化性，而微生物繁殖需要氧氣，所以在沒有氧氣的情況下，微生物難以繁殖；同時沒有氧氣，可以防止食物發(fā)生緩慢氧化而變質(zhì)；故填：氧；氧化；
（2）鐵粉用作防腐劑，主要是利用鐵粉生銹時消耗氧氣，而使食物與氧氣隔離．故填：鐵粉吸收氧氣和水分，使食品不被氧化并保持干燥
（3）將食物放在冰箱中就是利用冰箱內(nèi)的低溫環(huán)境抑制了微生物的生長和繁殖，來達到較長時間保存的目的．故填：低溫可抑制細菌生長繁殖，延長食品保質(zhì)期
（4））【猜想與驗證】根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，可以用澄清石灰水來檢驗小明的猜想，具體的步驟為：用注射器抽取包裝袋內(nèi)的氣體，然后通入適量的澄清石灰水中，澄清石灰水會變渾濁；其中發(fā)生反應的表達式：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；包裝袋的氣體必須是無毒的、比較穩(wěn)定的，例如氮氣、二氧化碳等，充入的氣體還可能是：氮氣；
【反思】因為是對食品充氣包裝，所有對所充氣體須要求：①氣體無毒；②化學性質(zhì)不活潑；③不能與食品反應；
（5）
（5）①根據(jù)丙酸鈉化學式為C₃H₅O₂Na，利用各元素的相對原子質(zhì)量與分子中原子個數(shù)的乘積之比，計算丙酸鈉中C、H、O、元素的質(zhì)量比：12×3：1×5：16×2=36：5：32；即丙酸鈉中C、H、O元素的質(zhì)量比是：36：5：32；
②苯甲酸鈉的化學式是C₇H₅NaO₂，所以苯甲酸鈉是有碳、氫、鈉、氧四種元素組成的；
③苯甲酸鈉的化學式是C₇H₅NaO₂，每個苯甲酸鈉分子中含有7個碳原子、5個氫原子、1個鈉原子、2個氧原子，所以每個苯甲酸鈉化學式中含有15個原子；
④利用

碳的相對原子質(zhì)量×苯甲酸鈉分子中碳元素的原子個數(shù)

苯甲酸鈉的相對分子質(zhì)量

×100%來計算苯甲酸鈉中碳元素的質(zhì)量分數(shù)：

12×7

12×7+1×7+23+16×2

×100%=

84

146

×100%=57.5%（精確到0.1%）；
⑤設72g苯甲酸鈉含鈉元素質(zhì)量與x克氯化鈉中所含鈉元素質(zhì)量相當，依據(jù)物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù)的計算方法，72g×

23

146

×100%=x×

23

23+36.5

×100%，所以x=29.4g，即72g苯甲酸鈉含鈉元素質(zhì)量與29.4克氯化鈉中所含鈉元素質(zhì)量相當；
⑥苯甲酸鈉在食品中的使用量為0.2-1g/kg．現(xiàn)有50Kg面粉要加工成面包，最多添加苯甲酸鈉的質(zhì)量：50kg×1g/kg=50g．
本題答案為：
（1）氧；氧化；
（2）鐵粉吸收氧氣和水分，使食品不被氧化并保持干燥；
（3）低溫可抑制細菌生長繁殖，延長食品保質(zhì)期；
（4）【猜想與驗證】用注射器抽取包裝袋內(nèi)的氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；氮氣；
【反思】氣體無毒；化學性質(zhì)不活潑；不能與食品反應；（5）①36：5：32；
②C、H、Na、O；③15；④57.5%；⑤29.4克；⑥50g；

點評：本題考查了食品中常見的充入氣體二氧化碳和氮氣，并涉及到氣體的檢驗，應該明確二氧化碳化學性質(zhì)及其檢驗方法．還考察了關于化學式的計算，知識熟練是關鍵．