蔗糖和浓硫酸的反应

实验目的：1 .通过改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置和优化实验条件，进一步提高实验装置的设计和实验条件优化能力。2、完成蔗糖与浓硫酸反应实验装置的改进和实验条件优化。3 .提高绿色化学的实验意识，养成珍惜环境、节约资源的习惯。实验教学目标：知识和技能：1.加深学生对浓硫酸脱水性的理解。2、通过观察实验现象，了解“黑面包”实验的本质。过程和方法：1.学习检验物质性质的基本实验方法。2 .训练学生对实验现象的总结能力；情感态度与价值观：学生学习化学兴趣，提高学生环境意识【实验原理】:实验发生装置：浓H2SO4C12H12O11=12C 11H2OC 2H2SO4(浓)=co2so2h2o性质检查：5 so2kmno 42 h2o=2mnso4k2so 42 h2so 4；CO2 Ca(OH)2=CaCO3 H2O实验设计思路：一、实验应满足的条件：1 .反应是固体与液体之间的反应，砂糖颗粒粗糙，应该研磨以使学生看到明显的实验现象。2 .发生这种反应需要供应一定的热量。3 .产物中含有SO2等有毒气体时，添加废气处理装置。二、教材实验中的不足和改进措施1 .教材不足之处：教材中的实验是在开放系统中进行的，蔗糖被浓硫酸脱水后，不能认为与浓硫酸反应会释放出二氧化硫等有毒气体。没有设置反应生成物的检查，学生很难注意到反应的本质。2 .改进思路：实验是在封闭系统中进行的。增加废气处理装置增加反应产物的检测装置。3 .改善措施将开放烧杯的反应变更为用带单孔橡胶塞的锥形瓶进行。 容易搅拌，也容易观察黑面包的高度。在装置末端加入氢氧化钠溶液作为废气处理装置。分别检查生成的二氧化碳和二氧化硫。 为了避免SO2对CO2的检查干扰，检查SO2。 即，预先用红溶液检查SO2，用KMnO4溶液除去SO2。 另外，为了检查SO2是否被完全除去，在KMnO4之后加入品红溶液，如果品红没有褪色，则表示SO2断裂，通过澄清石灰水来检查二氧化碳。加热褪色的洋红色溶液验证SO2的存在时，要追加防翻倒装置。 在锥形瓶和左端的洋红色溶液之间添加用t字管连接的NaOH溶液，在实验进行中关闭下方止水夹，打开右端止水夹，加热能够进行产品检查的洋红色溶液时，关闭右端的止水夹，打开下端的止水夹，防止溶液逆流，同时防止SO2三、确定实验研究的要素和水平影响因素：该反应为固体与液体之间的反应，实验效果受蔗糖粒度、蔗糖与浓硫酸用量比例、滴水量等影响。 本次实验探索的要素和水平如下水平方向因素蔗糖质量/gV(H2O )V(H2SO4)11810年21.593210因素和级别判断标准：1 .黑面包的高度2 .品红色溶液褪色情况3 .高锰酸钾溶液颜色变化状况4 .氢氧化钙溶液的浑浊。实验研究方案和实验记录另一方面，实验的简单操作步骤(流程图中不使用文字)分析现有的装置不足装置的改良与构建分析影响因素，设定因素水平研磨蔗糖制备品红色溶液和高锰酸钾溶液，放入相应的试管中往瓶子里装蔗糖往壶里倒一定量的水在锥形瓶中加入一定量的浓硫酸(搅拌)。把塞子塞上观察现象改变条件继续探究实验装置二、实验装置图三、实验方案和实验记录(用表格)实验方案：实验中固定蔗糖用量10g，第一品红用量(v品红v水=1:4 )，高锰酸钾用量(v高锰酸钾v水=1:4 )，第二品红用量(v品红v水=1:6 )，改变浓硫酸体积和水体积，简单其中，初始品红色褪色，加热后恢复，生成物中含有二氧化硫，高锰酸钾和二氧化硫反应后颜色变淡，第二品红色未褪色，二氧化硫完全被除去，石灰水浑浊，二氧化碳生成。实验记录：实验次数实验条件黑面包高度/cm品红色(左)加热后KMnO4品红色(右)澄清石灰水V(H2O)/mlV(H2SO4)/ml1183.5褪色变红颜色变淡不变混浊21.54.7褪色变红颜色变淡不变混浊323.8褪色变红褪色不变混浊以上实验记录结果表明，浓硫酸体积为8ml时，加入1.5ml水，黑面包高度最高。 高锰酸钾的颜色消失变为无色，但右端的品红溶液的颜色没有变化，证明了高锰酸钾清除了SO2，因此不会妨碍二氧化碳的检查，通过明确石灰水是浑浊的，可以得出生成物中含有二氧化碳的结论在下一个实验中，固定水体积为1.5ml，改变浓硫酸的用量，继续研究。实验次数实验条件黑面包高度/cm品红色(左)加热后KMnO4品红色(右)澄清石灰水V(H2O)/mlV(H2SO4)/ml11.58.84.7褪色变红颜色变淡不变混浊29.95.5褪色变红颜色变淡不变混浊3104.0褪色变红颜色变淡不变混浊以上实验记录结果表明，水体积为1.5ml时，加入浓硫酸9ml，黑面包高度最高。 同时左洋红色消失，加热后恢复，产物中含有SO2，高锰酸钾颜色变淡，右洋红色无变化，证明SO2被清除干净的石灰水浑浊，产物中含有CO2实验结论：本实验的最佳要素和水平为蔗糖含量10g时加入1.5ml水，加入浓硫酸黑面包9ml高度最高，现象最明显。四、实验注意事项：1 .实验中安全使用浓硫酸，防止浓硫酸烫伤皮肤或烧伤实验台。2 .搅拌用玻璃棒放在固定位置，随便放在桌子上，不能防止烫伤的皮肤和桌面烫伤。3 .实验中应防止溶液回吸现象。4 .完成一组实验后，应彻底清洗试管，防止残留的SO2和可能发生的酸雾影响后续实验的观察。5 .防止生成的二氧化硫脱离污染环境。6 .实验后