硫酸系列性质实验的绿色化设计

赵园园 张林

摘要：实验操作的简便、药品的易得、仪器的简约、可视性强、绿色环保，历来是实验设计的追求目标。立足于以上几点，对硫酸的性质实验进行了系列改进。

关键词：硫酸的性质;绿色化;实验改进

文章编号：1008-0546（2019）03-0096-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.032

一、实验设计意图

根据化学学科核心素养对高中学生发展的具体要求，增强学生探究物质性质和变化的兴趣，具有“绿色化学”观念和可持续发展意识，强化社会责任感。本着对这一目标的追求，反思现有设计的不足，本文对硫酸系列性质实验进行了绿色化设计改进，使得实验操作简便、药品易得、仪器简约、可视性强，并且取得了理想的课堂教学效果，便于推广。

二、改进后的实验

1.硫酸的酸性、难挥发性、浓硫酸的脱水性

（1）实验用品

仪器：表面皿、滤纸、紫色的石蕊试纸、酒精灯、镊子。

药品：濃硫酸、稀硫酸、蒸馏水

（2）实验装置图

（3）操作要点及实验现象

①将滤纸放在表面皿上。

②将蓝色的石蕊试纸润湿，放在滤纸上。

③各滴一滴浓硫酸、稀硫酸于试纸上，观察实验现象。滴加稀硫酸的石蕊试纸变红，滴加浓硫酸的石蕊试纸变黑，边沿变红，出现洞口。试纸变红体现了浓、稀硫酸的酸性。试纸变黑，体现了浓硫酸的脱水性。

④将上述滤纸上滴加稀硫酸的一边放于酒精灯上方加热，观察实验现象，滤纸变黑;另取一张滤纸，蒸馏水润湿，放于酒精灯上方加热，观察实验现象，滤纸变干燥，颜色无变化。说明在加热的过程中，随着水的挥发，稀硫酸变为浓硫酸，浓硫酸的脱水性使得滤纸变黑，体现了硫酸的难挥发性。

（4）实验反思

①实验材料易得，操作简单，现象明显;药品的用量也少，体现了微型化;学生的环保意识得以强化。适合学生的分组实验。

②采用对比式的实验方式，浓硫酸与稀硫酸作用于紫色石蕊试纸的对比;湿润的滤纸与浸有稀硫酸的滤纸，加热实验的对比，让学生在对比过程中验证已有的知识，收获新的知识。清晰直观，符合学生的认知规律。

③巧妙地将硫酸的酸性、难挥发性、浓硫酸的脱水性整合在了一起。

④在课堂教学中，通过这一系列的实验，学生认识到硫酸的性质的同时，又发现了新问题：洞口的出现，黑色的碳去哪了？学习的深度、广度得以延伸。

2.浓硫酸与蔗糖的反应

（1）实验用品

仪器：培养皿、25mL烧杯、250mL烧杯、玻璃棒、滤纸。

药品：蔗糖、蒸馏水、浓硫酸、酚酞试液、氢氧化钠溶液、品红溶液。

（2）实验装置图（图2）

（3）操作要点及实验现象

①将氢氧化钠溶液加入培养皿中至1/3处，滴加几滴酚酞试液，溶液呈红色。

②取一小截滤纸，品红润湿，贴在250mL烧杯的底部。

③25mL烧杯中加入3g蔗糖，加入一滴管蒸馏水约0.6mL，再加入3mL浓硫酸，搅拌，蔗糖变黑。

④将小烧杯放入装有氢氧化钠溶液的培养皿中，将250mL烧杯覆盖在小烧杯上方，下端与溶有酚酞的氢氧化钠溶液的液面接触，观察实验现象。小烧杯中黑色固体膨胀，大烧杯里充满白雾，后逐渐消失，大烧杯壁出现大量液珠，下端溶有酚酞的氢氧化钠溶液颜色变浅，浸有品红溶液的滤纸褪色。

（4）实验反思

①药品用量少，反应速度快，20秒左右即可看到明显的实验现象，符合实验微型化原则。

②封闭式设计，避免了传统实验对环境的污染，实现了实验的绿色化。

③将对反应产物的检验融合于实验中，体现了实验的一体化。

3.浓硫酸与金属铜的反应

（1）实验用品

仪器：具支试管、气球、棉线、橡皮塞、滤纸、试管夹、酒精灯。

药品：浓硫酸、铜丝、品红溶液。

（2）实验装置图（图3）

（3）操作要点及实验现象

①将气球用棉线绑在具支试管的支管口，塞上粘有滤纸的橡皮塞，检查气密性。

②将铜丝下端卷成螺旋状，插在橡皮塞上。

③品红溶液浸湿滤纸，向具支试管中加入1mL的浓硫酸，塞上橡皮塞，铜丝与浓硫酸接触，观察实验现象。没有明显的实验现象。

④加热试管，观察实验现象。气球变大，溶液变为蓝色，瓶口浸有品红溶液的滤纸褪色。

⑤抽出铜丝，停止加热。

（4）实验反思

①全封闭设计实现了实验的绿色化。

②仪器易得，组装简单，现象明显，便于学生操作。

③将铜与浓硫酸的反应，产物的检验融合在一套装置中，体现了实验的一体化。