蔗糖与浓硫酸反应的创新实验设计

一、项目背景

教材中浓硫酸的脱水性实验在敞口容器中进行，药品用量大，反应过程中生成大量有毒气体直接排放到空气中，不符合“绿色化学”的新理念，且实验只局限在对浓硫酸脱水性的演示，缺乏拓展与探究。基于此，笔者对该实验在绿色、环保、微型方面进行探索(见图1、图2)。

二、研制过程

1　把烧杯改用两只试管，进行套管，用双孔塞进行密封。用导管连接一个装有澄清石灰水的洗气瓶，既可以检验产物，又可以吸收产生的有毒气体，避免有毒气体扩散到空气中污染环境(见图3)。

2　药品取5g蔗糖、4mL浓硫酸，药品用量大大减少，节约了药品，提高了安全性。

3　增加性质检验内容，在小试管外壁依次贴上蓝色石蕊试纸纸环和滤纸纸环，便于检验生成物中气体性质，丰富了实验的内容(见图4)。

4　采用废旧塑料瓶做洗气瓶，用废旧可乐瓶代替铁架台固定，使整套装置简单、易操作，可移动，便于学生观察(见图5、图6)。

三、使用方法

1　连接好实验装置并检查装置气密性。

2　称取5g蔗糖，用纸槽送人试管内部，在试管外壁依次贴上2个滤纸环，分别用品红溶液、紫色石蕊试液润湿。

3　向蔗糖中加入2～3滴水，搅拌均匀，量取4mL浓硫酸，加入试管并用玻璃棒搅拌使混合均匀，迅速将该试管放入大试管中，盖紧双孔橡皮塞，打开止水夹，将导管通往盛有澄清石灰水的洗气瓶中。

4　当洗气瓶中有大量气泡出现后，关闭止水夹，可看到玻璃棒上黑色的多孔、蓬松物质。

5　待反应完毕，观察试管外壁的石蕊试纸环、滤纸环的颜色变化。

四、创新点

1　利用套管密闭装置，减小了对环境的污染。

2　试剂微量，仪器微型，达到了节约的目的。

3　采用组合装置，该实验可同时证明浓硫酸的吸水性、脱水性、溶解放出大量热、强氧化性，也可检验出产生气体的性质，并将产生的有毒气体转化为无污染物质。

4　用废旧可乐瓶代替铁架台固定，采用废旧塑料瓶做洗气瓶，不仅使整套装置更简单，做到废物再利用，而且可使演示实验效果移动良好，可作为学生实验或家庭实验模式进行推广。

5　一种装置，多种用途，简易固定装置可作为常规多种试管实验的固定装置，省去了铁架台的繁杂：简易洗气瓶可用做中学化学实验中多种气体尾气吸收及洗气的简易装置，操作方便，材料易得，体现了花小钱办大事的原则。

总之，本实验的改进，突出体现了“封”、“微”、“组”、“简”的特色。

评委点评

该项目从环保的角度考虑。对实验的改进有一定创新性，操作简易，现象较鲜明。鉴于有气体产生，实验应从安全性、可控性再深入挖掘。使之更加完善、实用。