浓硫酸的脱水性实验改进

罗钊

【摘 要】普通高中课程标准实验教科书——《化学2必修》中，都有关于浓硫酸的脱水性的相关知识。教材上有关《浓硫酸的脱水性实验》的演示过程中，产生的有毒气体，不但危害人体健康，而且污染环境，不符合“绿色化学”的要求。因此，我通过反复实验，成功地改进了实验装置，减少了药品用量，杜绝了有毒气体的排放，让学生了解了“绿色化学”，感受了“绿色实验”，并进一步证明反应产生的气体。

【关键词】浓硫酸；脱水性；实验改进

原实验中，先将20克蔗糖加入200ml烧杯中，再加几滴蒸馏水，搅拌均匀，然后再加入20ml溶质质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。可观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并产生大量的二氧化硫气体（见下图）。

本实验中，主要有如下三点不足之处：

⑴用到的药品中，蔗糖20g、浓硫酸20ml。一次实验使用这么多的药品，不但产生浪费，而且会产生大量的有毒气体。

⑵在敞口的烧杯中演示该实验，产生的有毒气体，严重危害人体健康，污染环境，不符合“绿色化学”的要求。

⑶在课堂上进行本实验的过程中，同学们咳嗽不止，有的同学还出现皮肤过敏现象，严重影响学生的健康，影响正常的课堂教学。

正因如此，怎样才能减少实验中有毒气体的排放与吸收，就成了改进这个实验的关键。我认为，要减少实验中有毒气体的排放与吸收，得先从源头着手——化学反应原理。本实验的原理是：C12H22O11 12C+11H2O。但由于实验中放出大量的热，且生成的碳在加热的条件下可被浓硫酸氧化，从而发生副反应：C+2H2SO4 2SO2↑+CO2↑+2H2O。生成的SO2是具有强烈刺激性气味的有毒气体。所以，如何防止SO2的污染，怎样才能吸收或除去生成的SO2，并且通过实验验证气体的成分，就成了本实验改进的关键。

通过反复实验论证，可对实验进行了如下改进：

一、减少药品用量

将反应药品的用量——20g蔗糖、20ml浓硫酸，减少到——5g蔗糖、10ml浓硫酸。能保证明显的观察实验现象.

二、防止二氧化硫污染

（一）选用合适的仪器——圆底烧瓶

把原来的反应仪器烧杯变为圆底烧瓶，可以方便收集产生的二氧化硫气体，同时也能清楚观察浓硫酸使蔗糖脱水的颜色变化过程.

（二）设计密闭反应装置，进一步检验产生的气体

设计一个合理而又适宜的密闭反应装置，以保证SO2不会排到空气中，并进一步通过品红检测SO2的生成，再通入高锰酸钾溶液中吸收SO2，继续通过澄清石灰水检测产生的CO2，最后通入氫氧化钠溶液中吸收尾气。教师能在平时的演示实验中将“绿色化学”的理念融合到实验中，让学生亲身体会到“绿色化学”就在身边，那将会对学生产生莫大的触动。

浓硫酸的脱水性实验改进详情如下：

1.实验装置

2.实验用品

⑴药品：浓硫酸（98%）10mL，蔗糖（5g），品红溶液，高锰酸钾溶液，澄清石灰水， NaOH溶液。

⑵仪器：圆底烧瓶（1个），聚支试管（4个），（1个），50mL小烧杯 （2只），100mL小烧杯，玻璃棒，橡胶导管，带橡胶塞的玻璃导管，试管架。

3.实验设计

⑴实验操作：

①在圆底烧瓶中放入5g拌了少量水的蔗糖；

②试管架上放着4个具支试管，依次装入 品红，高锰酸钾，品红，澄清石灰水，氢氧化钠溶液，用橡胶导管链接起来。

③检查好装置的气密性，往烧瓶中通过玻璃棒引流加入10ml 浓硫酸，搅拌几下，然后用连接着第一只具支试管的橡胶塞塞住烧瓶口；

④蔗糖在浓硫酸的作用下开始脱水，逐渐变黄，最后变黑，迅速膨胀，产生大量气体；接着第一个品红溶液开始褪色，接着澄清石灰水慢慢变浑浊。

⑵实验现象：

①反应剧烈，烧瓶瓶中产生大量烟雾；

②蔗糖逐惭变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭；

③第一个品红溶液褪色，第二个品红不褪色，澄清石灰水变浑浊。

⑶实验结论：

①浓硫酸使蔗糖脱水生成炭与水，证明浓硫酸具有脱水性。

②品红溶液褪色，证明产生了二氧化硫，吸收了二氧化硫后，能使澄清石灰水变浑浊的是

③反应放热，浓硫酸与炭反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，证明浓硫酸具有强氧化性。

4.实验解说

本实验改进后：

⑴反应在密闭装置中进行，防止二氧化硫的污染，同时能清晰的观察实验现象。

⑵通过设计进一步收集产生的气体进行验证气体的成分。

⑶将药品用量减少，并且不用花很长时间去搅拌就能迅速反应。

以上三点，符合“绿色化学”中的Reduction（减量）、Reuse（重复使用）、Recycling（回收）的要求，达到减废、降低成本和杜绝污染的目的，让学生在实验中感受“绿色化学”的魅力。

参考文献：

[1]普通高中课程标准实验教科书——《化学2必修》

[2]《高中化学实验大全》