浓硫酸的脱水性实验改进.doc

浓硫酸的脱水性实验改进涟源市私立行知中学 张永平摘 要：高级中学课本化学(必修)第一册及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。这两本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”。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：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。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。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，如何才能减少SO2的生成量，怎样才能吸收或除去生成的SO2，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，减少到原来的十分之一2g蔗糖、2ml浓硫酸。这样，有毒气体SO2的生成量将也相应地会减少到原来的十分之一。二、防止二氧化硫逸出1、选用合适试剂吸收二氧化硫SO2是一种易溶于水(1体积水能溶解40体积的二氧化硫)的酸性气体，故可选用水或氢氧化钠溶液等来吸收SO2。 2、设计密闭反应装置设计一个合理而又适宜的密闭反应装置，以保证SO2的全部吸收。这时，我想，如果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。因此，我将密闭反应装置的材料的选择定位为变废为宝。如是，平常生活中的一些废塑料瓶就这样应用到了本实验中。浓硫酸的脱水性实验改进详情如下：1.实验装置2.实验用品药品：浓硫酸(98%)2mL，蔗糖(2g)，300mL水或300mL1mol/L的NaOH溶液，蒸馏水，品红试纸。仪器：去底塑料瓶(1个)，废塑料桶底(1个)，废塑料桶嘴(1个)，40mL小烧杯 (1只)，10mL量筒 (1个)，胶头滴管(2支)，气球(1个)，玻璃棒。3.实验设计实验操作: 在废塑料桶底中放入废塑料桶嘴，加入300mL水或300mL 1mol/L的NaOH溶液。 将2g蔗糖放入小烧杯中，加入几滴蒸馏水并用玻璃棒搅拌均匀；将烧杯放在废塑料桶嘴上，加入2mL浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌。 把连有气球与品红试纸的去底塑料瓶迅速罩在小烧杯上，使小烧杯处于塑料瓶与水或氢氧化钠溶液组成的密闭环境中。 固定去底塑料瓶。等反应完全后，反复挤压气球，促进二氧化硫及二氧化碳的溶解。 观察装置中品红试纸的颜色变化及烧杯中物质变化。实验现象:反应剧烈，可乐瓶中产生大量烟雾； 蔗糖逐惭变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭； 品红试纸褪色实验结论:浓硫酸使蔗糖脱水生成炭与水，证明浓硫酸具有脱水性。 反应放热，浓硫酸与炭继续反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，证明浓硫酸具有强氧化性。 品红试纸褪色，证明二氧化硫具有漂白性。4.实验解说本实验改进后：反应在密闭装置中进行，并用水或氢氧化钠溶液吸收尾气，能实现二氧化硫的零排放。使用生活中废塑料制品作实验仪器。将药品用量减少到原来的十分之一。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。浓硫酸的脱水性实验改进，在2008年全国(中南片)高中化学新课程专题研讨即高中化学实验创新大赛中，得到了众多全国专