《化学与生活》备课素材

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1、宇航员饮用的化学水自从１９５７年１０月４日（苏联成功地发射第一颗人造卫星）进入太空时代以来，现在已有１９０多人乘坐宇宙飞船，在太空轨道站，或在航天飞机上，共逗留了７万多个小时。其中，在天上连续生活时间最长的是苏联宇航员罗曼年科，他从１９８７年２月６日至门月２９日，在"和平'号太空站生活了１０个多月（３２６天入美国宇航员迈克尔·柯林斯等１２人乘"阿波罗"飞船登上了月球并安全返回。人们一定会问：这些巡天揽月的英雄们不需要喝水吗？他们喝的是"天上水"，还是从地面上带去的水？都不是，他们喝的是特殊的水--"化学水"。科学家们怎

2、么想到制造"化学水"？这与美苏两大国在５０年代末进行空间竞赛有关。当时，苏联发射卫星的消息传到美国，美国舆论大哗，因为他们在"原子时代"（反应堆、原子弹和氢弹等）一直领先，可万万没有想到在开辟"空间时代"方面却落在苏联后头。美国总统肯尼迪对此也深感遗憾，于１９６１年５月２５日在国会上断然决定制造阿波罗登月飞船，争取在１０年内抢先登上月球。这就遇到一个问题：飞船内部所用的电能从何而来？宇航员所需要的水怎样解决呢？当时有人建议带蓄电池或高效的银锌干电池；在飞船上放个水箱，从地球上带水上去。可是这样一来，飞船的重量太大了，显

3、然这不是上策。至此，化学家们自然想起了氢氧燃料电池。关于氢氧燃料电池的原理，早在１００多年前就有人提出来了，可是，由于"生不逢时"，没有派上什么用场。如今却时来运转，有幸"补天"了。这种航天用的氢氧燃料电池主要由燃料电极（阳极）、氧化剂电极（阴极）、电解质等组成。燃料是氢气，氧气是氧化剂。两个电极之间是浸透氢氧化钾溶液的石棉隔膜，隔膜靠阳极的一侧有一层含有金属铂的催化剂。电子从阳板上的氢中逸出流向氧；阴极上的氧得到电子后生成氢氧根，并使阴极带正电。然后，氢氧报通过电解质扩散到阳极，在催化剂的作用下与氢结合生成水，并且放

4、出电子，使阳极带负电。当在两个电极之间接上负载时，电子从负极流向正极，从而产生电流。这样，只要对电池系统维持一定的温度、一定的电解质浓度、不断地供给燃料和氧化剂，并且不让反应产物--水在电池内部储留，那么就可从电池中源源不断地输出电能。同时，从电池中排出来的水经过净化以后就可供宇航员饮用。　　为了满足宇宙飞船的实际需要，需将几十个这样的单电池串连起来组成一个电池组。然后，再将几个电池组并联起来为飞船供电。自从１９６９年美国的"阿波罗１１号"飞船采用这种既可发电又可供水的新型化学电池之后，美国的"天空实验室"、"哥伦比亚

5、号"航天飞机，苏联的"礼炮６号"轨道站等均采用这种先进技术。由于这种电池有它突出的优点：能量转换效率高达６０％－８０％，居现在所有热机之首；寿命长，只要不断地添加活性物质（氢气、氧气等），就可源源不绝地获得电能。所以，美、苏等国除了用于航天事业之外，还着手用于民用发电。美国已在曼哈顿地区建成一座４８００千瓦的燃料电池发电站。１９７８年美国在开展能源替代方案研究中，燃料电池被列为１０个先进发电设备之一。专家们估计，到下一世纪，燃料电池将成为一颗新的“电星”。苏丹红“苏丹红一号”型色素是一种红色染料，一种人造化学制剂，全球

6、多数国家都禁止将其用于食品生产。这种色素常用于工业方面，比如溶解剂、机油、蜡和汽油增色以及鞋、地板等的增光。科学家通过实验发现，“苏丹红一号”会导致鼠类患癌，它在人类肝细胞研究中也显现出可能致癌的特性。据有关媒体报道，苏丹红有1、2、3、4号四种，经毒理学研究表明，苏丹红具有致突变性和致癌性，苏丹红(1号)在人类肝细胞研究中显现可能致癌的特性。但目前只是在老鼠实验中发现有致癌性，对人体的致癌性还没有明确。“苏丹红”属于染色剂“苏丹红”不是食品添加剂，而是一种化学染色剂，它的化学成份是一种叫萘的化合物，也是一种人造化学制

7、剂。苏丹红属于偶氮类化工染色剂，主要用于溶剂、蜡、汽油的增色和鞋、地板等的增光。我国对于食品添加剂有着严格的审批制度，我国从未批准将“苏丹红”染剂用于食品生产，此次的“苏丹红”事件类似于“吊白块”、“瘦肉精”，都是食品生产企业违规在食品中加入非法添加物。“胭脂红”、“落日黄”等与“苏丹红”的性质有着本质区别，前两者都是列入国家目录的食品添加剂，可在部分食品中使用，但国家有严格的限量规定，严禁超量使用。在标准范围之内使用食品添加剂，没有安全问题。疏松剂中的化学知识疏松剂是以小麦粉为主要原料的糕点、饼干等焙烤仪器及膨化食品

8、生产用的添加剂，亦称膨松剂、膨胀剂和面团调节剂。在和面工序中加入疏松剂，在焙烤或油炸过程中它受热而分解，产生气体使面胚起发，体积胀大，内部形成均匀致密海棉状多孔组织，使食品具有酥脆、疏松或柔软等特征。疏松剂变用于水产品、豆制品、羊奶和代乳品。疏松剂可分为碱性疏松剂、酸性疏松剂、复合疏松剂和生物疏松剂。我国食品添加剂使用卫生标准中列