SO2漂白性實驗及濃硫酸“黑面包”實驗的創新設計

羅小艷

摘 要：主要采用導管壁上附著浸有不同試劑的濾紙條微型實驗裝置，6分鐘內完成濃硫酸的強氧化性、脫水性及SO2漂白性和還原性兩大重要性質的檢驗，具有極強的綜合性。

關鍵詞：濾紙條；濃硫酸；強氧化性；脫水性；SO2；漂白性；還原性；無污染

一、問題提出

濃硫酸的“黑面包”實驗是中學化學教學中的一個重要實驗，該實驗能體現濃硫酸的強氧化性、脫水性與吸水性，而教材必修一第四章“氨、硝酸、硫酸”101頁演示該實驗存在以下缺點：

1.演示實驗在燒杯中進行，燒杯是一個敞口容器，實驗所產生的有毒氣體會對教室空氣造成污染。

2.“黑面包”實驗蔗糖變黑膨脹只能說明有氣體產生，但并未檢驗所產生的氣體。

本實驗針對以上問題特設計出一套密閉體系中進行蔗糖與濃硫酸反應的實驗證明濃硫酸的強氧化性、脫水性并檢驗產生的氣體除SO2、CO2之外還有CO。

二、實驗過程

1.實驗用品

試劑：蔗糖、濃硫酸、氯化鈀溶液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、澄清石灰水、蒸餾水。

儀器：錐形瓶三個、雙孔膠塞三個、長玻璃導管、酒精燈、氣球兩個、濾紙條若干、止水夾。

2.實驗儀器裝置圖及組裝說明

實驗裝置分為兩部分，第一部分證明濃硫酸有強氧化性與脫水性，濃硫酸將C氧化為CO，自身還原為SO2，并檢驗CO與SO2。第二部分檢測濃硫酸將C氧化為CO2。以下對實驗儀器與試劑進行說明：

（1）在錐形瓶A中加入蔗糖少許，錐形瓶B中加入酸性高錳酸鉀，C中加入澄清石灰水，玻璃管①-④分別為CO檢測試紙（注：CO檢測試紙為浸有氯化鈀溶液的濾紙，氯化鈀溶液與CO有黑色固體鈀出現）、浸有品紅溶液的濾紙、浸有酸性高錳酸鉀溶液的濾紙、浸有品紅溶液的濾紙。②③是檢驗SO2，并證明SO2使品紅和高錳酸鉀褪色原理不同，錐形瓶B中酸性高錳酸鉀溶液吸收SO2，④是證明SO2被B吸收完全，C中澄清石灰水檢驗CO2。

（2）A上方用120長玻璃導管冷凝回流水蒸氣，防止水蒸氣稀釋①②③號濾紙影響實驗。氣球a可以形成密閉體系防止污染空氣，氣球b收集尾氣。

3.實驗步驟、現象及結論

（1）如圖所示組裝儀器且裝好試劑，夾緊止水夾K，向已加好蔗糖的錐形瓶A中滴加3～4滴蒸餾水，然后再滴加濃硫酸，用帶有玻璃管的雙孔橡膠塞迅速塞好錐形瓶，觀察A中蔗糖變黑迅速膨脹，有白霧產生，氣球膨脹，玻璃管上方①號濾紙由白色變成黑色，說明有CO生成；②號和③號濾紙均變為白色，說明有SO2生成。錐形瓶內“黑面包”反應完后，點燃酒精燈，將酒精燈在②號和③號濾紙的玻璃管附近均勻加熱，觀察到②號又恢復了紅色而③號仍為白色，說明SO2使品紅與高錳酸鉀溶液褪色原理不同。

（2）第一步實驗證明“黑面包”實驗產生了SO2與CO，CO是濃硫酸氧化C所得到的，是否有CO2產生呢？接下來進行第二部實驗，如圖裝好K之后的裝置，緩慢打開止水夾K1使A錐形瓶內產生的氣體通過錐形瓶B和C，當看到B中酸性高錳酸鉀顏色變淺但并不退去時證明SO2被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收，C中澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成。

第一，這套裝置能在6分鐘內完成濃硫酸的強氧化性、脫水性及SO2漂白性和還原性兩大重要性質的檢驗，具有極強的綜合性，給課堂贏得了更多時間；第二，密閉環境中完成實驗，減少污染氣體排放，符合綠色化學思想；第三，本套裝置操作簡單，現象明顯，適合各種層次的學校；第四，檢驗C與濃硫酸反應產生CO2的同時還產生了CO。

參考文獻：

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注：本文為全國教育科學規劃課題：《發展中學生核心素養的課堂教學新實踐》研究成果。課題批準號：十三五規劃FHB160563。