SO2漂白性實驗及濃硫酸“黑面包”實驗的創(chuàng)新設(shè)計

羅小艷

摘 要：主要采用導(dǎo)管壁上附著浸有不同試劑的濾紙條微型實驗裝置，6分鐘內(nèi)完成濃硫酸的強(qiáng)氧化性、脫水性及SO2漂白性和還原性兩大重要性質(zhì)的檢驗，具有極強(qiáng)的綜合性。

關(guān)鍵詞：濾紙條；濃硫酸；強(qiáng)氧化性；脫水性；SO2；漂白性；還原性；無污染

一、問題提出

濃硫酸的“黑面包”實驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的一個重要實驗，該實驗?zāi)荏w現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性、脫水性與吸水性，而教材必修一第四章“氨、硝酸、硫酸”101頁演示該實驗存在以下缺點：

1.演示實驗在燒杯中進(jìn)行，燒杯是一個敞口容器，實驗所產(chǎn)生的有毒氣體會對教室空氣造成污染。

2.“黑面包”實驗蔗糖變黑膨脹只能說明有氣體產(chǎn)生，但并未檢驗所產(chǎn)生的氣體。

本實驗針對以上問題特設(shè)計出一套密閉體系中進(jìn)行蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的實驗證明濃硫酸的強(qiáng)氧化性、脫水性并檢驗產(chǎn)生的氣體除SO2、CO2之外還有CO。

二、實驗過程

1.實驗用品

試劑：蔗糖、濃硫酸、氯化鈀溶液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、澄清石灰水、蒸餾水。

儀器：錐形瓶三個、雙孔膠塞三個、長玻璃導(dǎo)管、酒精燈、氣球兩個、濾紙條若干、止水夾。

2.實驗儀器裝置圖及組裝說明

實驗裝置分為兩部分，第一部分證明濃硫酸有強(qiáng)氧化性與脫水性，濃硫酸將C氧化為CO，自身還原為SO2，并檢驗CO與SO2。第二部分檢測濃硫酸將C氧化為CO2。以下對實驗儀器與試劑進(jìn)行說明：

（1）在錐形瓶A中加入蔗糖少許，錐形瓶B中加入酸性高錳酸鉀，C中加入澄清石灰水，玻璃管①-④分別為CO檢測試紙（注：CO檢測試紙為浸有氯化鈀溶液的濾紙，氯化鈀溶液與CO有黑色固體鈀出現(xiàn)）、浸有品紅溶液的濾紙、浸有酸性高錳酸鉀溶液的濾紙、浸有品紅溶液的濾紙。②③是檢驗SO2，并證明SO2使品紅和高錳酸鉀褪色原理不同，錐形瓶B中酸性高錳酸鉀溶液吸收SO2，④是證明SO2被B吸收完全，C中澄清石灰水檢驗CO2。

（2）A上方用120長玻璃導(dǎo)管冷凝回流水蒸氣，防止水蒸氣稀釋①②③號濾紙影響實驗。氣球a可以形成密閉體系防止污染空氣，氣球b收集尾氣。

3.實驗步驟、現(xiàn)象及結(jié)論

（1）如圖所示組裝儀器且裝好試劑，夾緊止水夾K，向已加好蔗糖的錐形瓶A中滴加3～4滴蒸餾水，然后再滴加濃硫酸，用帶有玻璃管的雙孔橡膠塞迅速塞好錐形瓶，觀察A中蔗糖變黑迅速膨脹，有白霧產(chǎn)生，氣球膨脹，玻璃管上方①號濾紙由白色變成黑色，說明有CO生成；②號和③號濾紙均變?yōu)榘咨?，說明有SO2生成。錐形瓶內(nèi)“黑面包”反應(yīng)完后，點燃酒精燈，將酒精燈在②號和③號濾紙的玻璃管附近均勻加熱，觀察到②號又恢復(fù)了紅色而③號仍為白色，說明SO2使品紅與高錳酸鉀溶液褪色原理不同。

（2）第一步實驗證明“黑面包”實驗產(chǎn)生了SO2與CO，CO是濃硫酸氧化C所得到的，是否有CO2產(chǎn)生呢？接下來進(jìn)行第二部實驗，如圖裝好K之后的裝置，緩慢打開止水夾K1使A錐形瓶內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過錐形瓶B和C，當(dāng)看到B中酸性高錳酸鉀顏色變淺但并不退去時證明SO2被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收，C中澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成。

第一，這套裝置能在6分鐘內(nèi)完成濃硫酸的強(qiáng)氧化性、脫水性及SO2漂白性和還原性兩大重要性質(zhì)的檢驗，具有極強(qiáng)的綜合性，給課堂贏得了更多時間；第二，密閉環(huán)境中完成實驗，減少污染氣體排放，符合綠色化學(xué)思想；第三，本套裝置操作簡單，現(xiàn)象明顯，適合各種層次的學(xué)校；第四，檢驗C與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2的同時還產(chǎn)生了CO。

參考文獻(xiàn)：

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注：本文為全國教育科學(xué)規(guī)劃課題：《發(fā)展中學(xué)生核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)新實踐》研究成果。課題批準(zhǔn)號：十三五規(guī)劃FHB160563。