浓硫酸特性
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“浓硫酸性质”的综合实验的改进
浓硫酸的特性主要表现为吸水性、脱水性、氧化性。高中学习了吸水性和脱水性,是用浓硫酸和蔗糖发生碳化反应实验的,而氧化性,用铜片或木炭与浓硫酸来做实验。总的来说,这些实验较为零碎,其实只用一个实验就能表现出浓硫酸的这三个性质,即蔗糖与浓硫酸的反应。
1、原课本实验方法
高一化学教材第六章第三节《硫酸》关于硫酸的脱水性、吸水性、氧化性的有关反应:
硫酸的吸水性
【实验6-3】在三支试管里分别放入少量纸屑、棉花、木屑、再滴入几滴浓硫酸。观察发生的现象。
现象:三种物质都发生了变化,生产黑色的炭。
硫酸的脱水性
【实验6-4】在200mL烧杯中放入20g蔗糖,再加入几滴水,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。
现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海棉状的炭。
浓硫酸的氧化性
【实验6-5】在一支试管里加入一小块铜片,然后再加入3mL浓硫酸,用装有玻璃导管的单孔胶塞塞好,加热。放出的气体分别通入紫色石蕊试液或品红溶液中。观察反应现象。反应完毕,冷却后,将试管中的液体慢慢倒入另一支胜有少量的试管中。观察溶液的颜色。
2、实验缺陷
这些实验较为零碎,不利于很好的表示浓硫酸的性质,并造成药品的浪费。证明浓硫酸的脱水实验时,浓硫酸与蔗糖的反应是在教室进行并没有对产生的气体进行处理,所以大量二氧化硫等强烈刺鼻的有害气体会弥漫整个教室造成污染。危及广大学生的健康。
3、改进后的实验方法
⑴、实验仪器:大试管、三支小试管、玻璃导管、胶管、铁架台
⑵、药品:蔗糖、浓硫酸、稀释后品红溶液、水
⑶、改进后实验步骤:先取3~5药匙干净的蔗糖于大试管中,加少许水,搅拌后备用。然后取三支试管,第一支盛6ml稀品红溶液,第二支盛4ml稀品红溶液,第三支盛澄清石灰水。分别用于检验SO2和CO2。用玻璃导管和胶管把各试管连接起来。向大试管加入约3~4ml的浓硫酸,用玻棒搅伴之,当蔗糖变黑时迅速塞上胶塞。
现象与分析:
(1)当浓硫酸注入蔗糖后,试管开始发热,说明浓硫酸有吸水性,吸水放热。(2)注入浓硫酸后,蔗糖开始迅速变黄,然后再变黑即碳化。说明浓硫酸有脱水性,能把蔗糖中的H2O脱去,形成黑色的碳。
(3)注入浓硫酸后,蔗糖再膨胀,有气体产生,第一试管的品红溶液开始褪色,说明有SO2产生,第二试管的品红不褪色,说明没有SO2到达该试管了;而第三试管的石灰水又会变混浊,说明有CO2生成。即碳被浓硫酸氧化生成CO2,说明了浓硫酸有强的氧化性。
几点说明:
(1)蔗糖要研磨,如果不研磨,蔗糖变黑的速度缓慢,反应后还有剩余的蔗糖颗粒没有参与反应,大颗粒的蔗糖和浓硫酸的接触面积有限,不利于反应的进行。(2)蔗糖应调成糊状,不宜多加水,否则浓硫酸被稀释导致实验失败。
(3)品红溶液要稀,不然将难于褪色。
(4)为使CO2能较快到达石灰水,盛品红溶液的试管应小,且其所留空气量应少。
4、改进后的优点
(1)将从前敞开式的、会造成严重二氧化硫污染的两个实验改为在封闭系统中进行,极大程度地缓解了这个实验对环境的污染、对师生身体健康的危害。
(2)将实验简约化,实验装置简单、操作易行、节约了药品的使用,缩短
了实验时间,消耗了二氧化硫废气。
(3)实验仪器简单易得,实验操作简便易学,实验现象明显,过程具有趣味性。无论是课堂演示还是学生分组都较为理想。