一、改進實驗?zāi)康模?/p>
普通高中課程標準實驗教科書化學1(人教版)第101頁濃硫酸脫水性實驗中,通常取20g蔗糖和幾滴水于200mL燒杯中,加入15mL濃硫酸,迅速攪拌。該實驗的缺點:消耗大量試劑,產(chǎn)生的SO2氣體對環(huán)境污染嚴重,有時僅能觀測到蔗糖慢慢變黑,無法形成疏松多孔的海綿狀的炭。為節(jié)約試劑,減少污染,實現(xiàn)實驗的綠色化,筆者將該實驗改進如下。
二、實驗儀器及試劑:
蔗糖、濃硫酸、碳酸鈉濃溶液、氫氧化鈉濃溶液、品紅試紙、藍色石蕊試紙、大試管、干燥管、單孔橡皮塞、脫脂棉。
三、實驗儀器裝置圖:
四、實驗操作部分:
在大試管中先放入2g細小顆粒的蔗糖,滴加2~3滴碳酸鈉濃溶液將蔗糖潤濕,再加入1.5mL質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸,迅速塞緊帶干燥管的單孔橡皮塞。
觀察實驗現(xiàn)象,可以看到,蔗糖迅速變黑,體積急劇膨脹,形成多孔海綿狀固體物質(zhì)——“黑面包”,同時,藍色石蕊試紙變紅,品紅試紙褪色。
五、裝置改進的意義:
(一)用碳酸鈉濃溶液作為蔗糖脫水反應(yīng)的引發(fā)劑,固體體積膨脹更大,實驗效果更加明顯。其原理是碳酸鈉與濃硫酸反應(yīng)及濃硫酸脫水兩個均是放熱過程,使體系溫度升高,同時濃硫酸與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳使脫水后生成的炭更加疏松多孔。
(二)試管口小,便于聚熱,蔗糖脫水過程快。在小燒杯中實驗耗費大量試劑,改進后試劑減量現(xiàn)象明顯。
(三)該實驗在封閉體系中進行,實現(xiàn)了實驗的綠色化。設(shè)計組合實驗,操作簡便,該實驗同時體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性、脫水性和氧化性以及產(chǎn)物SO2的漂白性和酸性。
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