SO2漂白性实验及浓硫酸“黑面包”实验的创新设计

罗小艳

摘 要：主要采用导管壁上附着浸有不同试剂的滤纸条微型实验装置，6分钟内完成浓硫酸的强氧化性、脱水性及SO2漂白性和还原性两大重要性质的检验，具有极强的综合性。

关键词：滤纸条；浓硫酸；强氧化性；脱水性；SO2；漂白性；还原性；无污染

一、问题提出

浓硫酸的“黑面包”实验是中学化学教学中的一个重要实验，该实验能体现浓硫酸的强氧化性、脱水性与吸水性，而教材必修一第四章“氨、硝酸、硫酸”101页演示该实验存在以下缺点：

1.演示实验在烧杯中进行，烧杯是一个敞口容器，实验所产生的有毒气体会对教室空气造成污染。

2.“黑面包”实验蔗糖变黑膨胀只能说明有气体产生，但并未检验所产生的气体。

本实验针对以上问题特设计出一套密闭体系中进行蔗糖与浓硫酸反应的实验证明浓硫酸的强氧化性、脱水性并检验产生的气体除SO2、CO2之外还有CO。

二、实验过程

1.实验用品

试剂：蔗糖、浓硫酸、氯化钯溶液、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水、蒸馏水。

仪器：锥形瓶三个、双孔胶塞三个、长玻璃导管、酒精灯、气球两个、滤纸条若干、止水夹。

2.实验仪器装置图及组装说明

实验装置分为两部分，第一部分证明浓硫酸有强氧化性与脱水性，浓硫酸将C氧化为CO，自身还原为SO2，并检验CO与SO2。第二部分检测浓硫酸将C氧化为CO2。以下对实验仪器与试剂进行说明：

（1）在锥形瓶A中加入蔗糖少许，锥形瓶B中加入酸性高锰酸钾，C中加入澄清石灰水，玻璃管①-④分别为CO检测试纸（注：CO检测试纸为浸有氯化钯溶液的滤纸，氯化钯溶液与CO有黑色固体钯出现）、浸有品红溶液的滤纸、浸有酸性高锰酸钾溶液的滤纸、浸有品红溶液的滤纸。②③是检验SO2，并证明SO2使品红和高锰酸钾褪色原理不同，锥形瓶B中酸性高锰酸钾溶液吸收SO2，④是证明SO2被B吸收完全，C中澄清石灰水檢验CO2。

（2）A上方用120长玻璃导管冷凝回流水蒸气，防止水蒸气稀释①②③号滤纸影响实验。气球a可以形成密闭体系防止污染空气，气球b收集尾气。

3.实验步骤、现象及结论

（1）如图所示组装仪器且装好试剂，夹紧止水夹K，向已加好蔗糖的锥形瓶A中滴加3～4滴蒸馏水，然后再滴加浓硫酸，用带有玻璃管的双孔橡胶塞迅速塞好锥形瓶，观察A中蔗糖变黑迅速膨胀，有白雾产生，气球膨胀，玻璃管上方①号滤纸由白色变成黑色，说明有CO生成；②号和③号滤纸均变为白色，说明有SO2生成。锥形瓶内“黑面包”反应完后，点燃酒精灯，将酒精灯在②号和③号滤纸的玻璃管附近均匀加热，观察到②号又恢复了红色而③号仍为白色，说明SO2使品红与高锰酸钾溶液褪色原理不同。

（2）第一步实验证明“黑面包”实验产生了SO2与CO，CO是浓硫酸氧化C所得到的，是否有CO2产生呢？接下来进行第二部实验，如图装好K之后的装置，缓慢打开止水夹K1使A锥形瓶内产生的气体通过锥形瓶B和C，当看到B中酸性高锰酸钾颜色变浅但并不退去时证明SO2被酸性高锰酸钾溶液充分吸收，C中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成。

第一，这套装置能在6分钟内完成浓硫酸的强氧化性、脱水性及SO2漂白性和还原性两大重要性质的检验，具有极强的综合性，给课堂赢得了更多时间；第二，密闭环境中完成实验，减少污染气体排放，符合绿色化学思想；第三，本套装置操作简单，现象明显，适合各种层次的学校；第四，检验C与浓硫酸反应产生CO2的同时还产生了CO。

参考文献：

[1]丁玲芳，高礼奇.蔗糖与浓硫酸反应实验的改进[J].中学化学，2001（2）：23-24.

[2]魏崇启，牛永香.浓硫酸性质实验改进两例[J].化学教与学，2011（11）：15.

[3]曾红，张艳.“黑面包”实验的改进[J].化学教学（下），2001（7）：30.

[4]刘子越.浓硫酸脱水性实验的研究与改进[J].考试周刊，2016（5）：36.

[5]沈燕萍.“黑面包”实验的生活化改进[J].新课程，2015（Z1）：59.

注：本文为全国教育科学规划课题：《发展中学生核心素养的课堂教学新实践》研究成果。课题批准号：十三五规划FHB160563。