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摘 要:针对教材中的“黑面包”实验的探究确定最佳用量及对二氧化硫的检验和吸收作装置改进。
关键词:“黑面包”实验;改良设计
一、问题的提出
苏教版高中化学必修1专题4第一单元第二节浓硫酸的性质学习中,利用浓硫酸的脱水性使蔗糖脱水炭化,再利用浓硫酸的强氧化性在炭化产生的热量作用下,与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水。
该实验的现象是白色的蔗糖固体在加入浓硫酸后,用玻璃棒搅动片刻,先变成棕黄色,后急剧膨胀并变黑,同时放出大量的刺激性气味气体,最终形成酥松多孔,体积扩充为原来好几倍的“黑面包”。
由于实验效果突出,带给学生的直观冲击力非常大,能很好的引起学生的学习兴趣和求知欲,也能形象的反映出浓硫酸的脱水性和强氧化性,所以我在对《浓硫酸的性质》这一课的教学设计中把这个实验探究放入其中。但在具体操作的时候发现了如下几个问题:
1.量的控制问题
初做“黑面包”实验时,我是按教材提供的方案操作的:取2g蔗糖放入大试管中,加入约5mL浓硫酸,迅速搅拌,然后塞上带玻璃导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。尝试后发现效果不佳,蔗糖仅变棕黄,却没有出现“黑面包”的实验现象。分析原因后我推测:蔗糖变黄应该是已经有所炭化,但由于反应物的量很少,放出的热量也不够多,所以无法继续发生碳被浓硫酸氧化的反应。
2.实验中的环境污染问题
该反应原理为C+2H2SO4(浓) === CO2↑+2SO2↑+2H2O,反应产生的大量SO2气体具有很大刺激性气味且有毒,使得该反应在没有通风橱的教室做演示实验时很不环保,不利于培养学生的环境保护意识和可持续发展观。
二、实验改进
经过多次的实验探究,我把实验的仪器改成100mL小烧杯,取蔗糖5g,在课堂演示实验之前预先滴加约1mL的蒸馏水,用玻璃杯充分搅拌蔗糖,使之大部分润湿,然后再加入15mL浓硫酸,迅速搅拌,待蔗糖大部分变棕黄时将小烧杯放置于直径约15cm的培养皿中,再将底部沾有湿润品红试纸的250mL大烧杯罩在小烧杯上,并在“黑面包”膨胀,产生大量气体时在培养皿中加入约30mLNaOH溶液。
2.改进意图
(1)预先润湿蔗糖,可以使浓硫酸与之接触时被部分稀释,利用其稀释放出的大量热促使炭化后的蔗糖与浓硫酸进一步反应。
(2)通过培养皿与罩在其上的大烧杯,既检验了产生的SO2气体,又利用碱液液封的方法吸收了尾气,实现了实验效果与环保理念的最佳结合。
(3)吸收尾气的碱液要待“黑面包”开始膨胀后再及时加入,太早加实验可能因为液体带走反应所需的热量而失败。
参考文献:
[1]王祖浩主编.化学1(必修)/普通高中课程标准实验教科书[M].南京:江苏教育出版社,2009:91
关键词:“黑面包”实验;改良设计
一、问题的提出
苏教版高中化学必修1专题4第一单元第二节浓硫酸的性质学习中,利用浓硫酸的脱水性使蔗糖脱水炭化,再利用浓硫酸的强氧化性在炭化产生的热量作用下,与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水。
该实验的现象是白色的蔗糖固体在加入浓硫酸后,用玻璃棒搅动片刻,先变成棕黄色,后急剧膨胀并变黑,同时放出大量的刺激性气味气体,最终形成酥松多孔,体积扩充为原来好几倍的“黑面包”。
由于实验效果突出,带给学生的直观冲击力非常大,能很好的引起学生的学习兴趣和求知欲,也能形象的反映出浓硫酸的脱水性和强氧化性,所以我在对《浓硫酸的性质》这一课的教学设计中把这个实验探究放入其中。但在具体操作的时候发现了如下几个问题:
1.量的控制问题
初做“黑面包”实验时,我是按教材提供的方案操作的:取2g蔗糖放入大试管中,加入约5mL浓硫酸,迅速搅拌,然后塞上带玻璃导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。尝试后发现效果不佳,蔗糖仅变棕黄,却没有出现“黑面包”的实验现象。分析原因后我推测:蔗糖变黄应该是已经有所炭化,但由于反应物的量很少,放出的热量也不够多,所以无法继续发生碳被浓硫酸氧化的反应。
2.实验中的环境污染问题
该反应原理为C+2H2SO4(浓) === CO2↑+2SO2↑+2H2O,反应产生的大量SO2气体具有很大刺激性气味且有毒,使得该反应在没有通风橱的教室做演示实验时很不环保,不利于培养学生的环境保护意识和可持续发展观。
二、实验改进
经过多次的实验探究,我把实验的仪器改成100mL小烧杯,取蔗糖5g,在课堂演示实验之前预先滴加约1mL的蒸馏水,用玻璃杯充分搅拌蔗糖,使之大部分润湿,然后再加入15mL浓硫酸,迅速搅拌,待蔗糖大部分变棕黄时将小烧杯放置于直径约15cm的培养皿中,再将底部沾有湿润品红试纸的250mL大烧杯罩在小烧杯上,并在“黑面包”膨胀,产生大量气体时在培养皿中加入约30mLNaOH溶液。
2.改进意图
(1)预先润湿蔗糖,可以使浓硫酸与之接触时被部分稀释,利用其稀释放出的大量热促使炭化后的蔗糖与浓硫酸进一步反应。
(2)通过培养皿与罩在其上的大烧杯,既检验了产生的SO2气体,又利用碱液液封的方法吸收了尾气,实现了实验效果与环保理念的最佳结合。
(3)吸收尾气的碱液要待“黑面包”开始膨胀后再及时加入,太早加实验可能因为液体带走反应所需的热量而失败。
参考文献:
[1]王祖浩主编.化学1(必修)/普通高中课程标准实验教科书[M].南京:江苏教育出版社,2009:91