浓硫酸雨蔗糖反应的实验改进与教学策略

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1、浓硫酸与蔗糖反应的实验改进与教学策略现行人教版高屮化学教材第一册第143页，［实验6-4］蔗糖与浓硫酸的反应（如图1所示），（图1）是高中化学常见实验，教材中实验设计为：在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖，加入儿滴水，搅拌均匀，然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。这是一个非常有趣的实验。课本上对现象的描述：可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成一种海绵状的炭。虽然方法简单，现象明显，能很好地激发学生的学习兴趣。但因蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体，污染室内环境，危害师生身心健

2、康影响师生健康，不利于培养学生的环保意识，对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。为此，以绿色化学思想和优化化学实验教学为教学理念，采用密封装置，进行多次实验研究和教学实践。对该实验做了以下改进。一.实验改进（-）实验目的改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置，避免二氧化硫的排放，检验气体产物,进一步验证硫酸的脱水性和强氧化性，并探究二氧化硫的还原性。（二）实验设计思路和原理蔗糖和浓硫酸反应包括蔗糖的碳化和浓硫酸与碳的反应，为防止二氧化硫散逸在空气中，采用了密封装置，同时为检验气体产物和探究二氧化硫的性质，最终设计的实验装置如图。（如图2

3、所示）浓硫酸廉糖品红1KMnO4溶液品红2澄淸石灰水NaOH溶液（图2）（三）实验仪器和药品铁架台、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯、双孔橡胶塞、导管。浓硫酸、蔗糖、品红、酸性高猛酸钾、澄清石灰水、氢氧化钠溶液（四）实验步骤1.连接好实验装置并检查装置气密性2•在圆底烧瓶中放入20g蔗糖，并滴入几滴水是蔗糖湿润，在分液漏斗中加入浓硫酸，按从下到上、从左到右的顺序连接好仪器，并在第一个洗气瓶中装入品红溶液，第二个洗气瓶中装入酸性高猛酸钾，第三个洗气瓶屮装入品红溶液，第四个洗气瓶装入澄清石灰水，最后将导管伸入氢氧化钠溶液中。（如图2

4、所示）3•将浓硫酸缓慢的从分液漏斗放入圆底烧瓶中，是浓硫酸与蔗糖充分混合。（五）实验现象加入浓硫酸后现象为：1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶，同时产生大量气体。1.气体通过导管依次进入4个洗气瓶的现象：品红1褪色、高镒酸钾溶液褪色、胡红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。（六）实验结论1•浓硫酸使蔗糖炭化变黑，证明浓硫酸有脱水性。1.品红1褪色（验证有SO?产生）、高猛酸钾溶液褪色（除去SO?）、品红2溶液无色（验证SO?除干净）、澄清石灰水变浑浊（验证有CO?产生）。2.浓硫酸和蔗糖反应生成了SO?和C

5、O?,浓硫酸中+6价的被还原为SO?中的+4价，浓硫酸有氧化性。（七）改进实验的应用前景本实验改进时，保留了该实验原有的现象明显的特色，不仅能使学生看到“黑面包”，而且本实验室在密封的状态下进行，装置的最后用氢氧化钠溶液消除了实验产生的S02造成的空气污染，增强了学生环保的意识。还有助于学习SO2的还原性、漂白性以及S02与C02的鉴别。在实际的教学中，利用此实验可增强实验的演示效果，同时，大幅度减少了有害气体的生成量，渗透绿色化学理念。我对单一操作的化学实验进行改进，大人增强了丰富了教学效果。一.教学策略一般我们用这个实验来验

6、证了浓硫酸的脱水性。而我在通过做实验及教学中，发现这个实验的意义远远不止如此。首先在加入浓硫酸后，发现蔗糖先是变黄，再变黑，会发现烧杯里的黑色固体迅速膨胀，并有刺激性气味的气体产生。这个实验非常吸引学生的眼球。当做完这个实验后，教室里气氛空前活跃。趁此机会，我向学生提出问题：一、提出问题问题一、蔗糖为什么会变黑？为什么固体的体积会发生膨胀？验证了浓硫酸具有怎样的性质？问题二、你们能猜想能是品红1溶液退色的原因吗？高镒酸钾溶液褪色起怎样的作用？为什么要用品红2溶液？使澄清石灰水变浑浊的气体是S02吗？通过一系列的现象说明了什么问题

7、三、我们为什么要加水？为什么加水前固体体积不膨胀，当加入水后固体的体积马上会发生膨胀？二、讨论问题学生们积极思考起来并回答。1•对于第一个问题他们认为这种黑色固体是炭，是蔗糖经脱水后变成了炭。生成了气体所以黑色固体体积膨胀。第一个问题证明了该实验证明浓硫酸有脱水性。2.对于对二个问题。学生们认为通过一系列现象证明有SO?和CO?生成（上节课刚学习）。（1）追问：二氧化硫中的硫只可能來口什么物质？学生从微粒的角度思考,回答：来自浓硫酸。（2）追问：是浓硫酸与什么反应后得到的？是直接与蔗糖吗？学生回答：是与脱水后的炭反应。（3）我请

8、大家运用氧化还原的知识试着写出反应的方程式。通过这个方程式，我引出了该实验还证明浓硫酸有强氧化性。3•对于第三个问题。学生们首先考虑的是水是否参加了反应。结合上面浓硫酸与炭反应的方程式，(1)提问：在这个反应我们另外地提供了热量没有？学生说：没有。(2)反问：那