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1、“黑面包”实验新设计摘要“黑面包”实验是浓硫酸脱水性性质的经典验证。针对当前该实验中存 在的问题，文章对这一实验进行了新设计，将该实验及其气体产物的检验放在较 环保的条件下进行，药品用量少，实验现象明显。关键词“黑面包”实验 浓硫酸 脱水性浓硫酸的脱水性是中学化学中“硫酸”性质的重要内容。“黑面包”实验是这一 性质的经典验证。但传统的实验方案大部分都在敞口容器中进行，浓硫酸与蔗糖 反应过程中生成的大量有毒气体直接排放到空气中，造成了教学环境污染，对于 反应产生的气体物质也不能做出检验。因此，有必要对其进行新设计，将“黑面 包”实验及其气体产物检验在较环保的条件下进行。1实验用品大试管(40 m
2、mx200 mm)、双孔橡皮塞、试管(18 mmxl80 mm)、玻璃棒、 导管、小烧杯、蓝色石蕊试纸、滤纸、胶带、浓硫酸、蔗糖、水、澄清石灰水、 品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、铁架台(带铁夹)2实验原理3实验装置1. 湿润的蓝色石蕊试纸环2. 吸有品红溶液的滤纸环3. 吸有高锰酸钾溶液的滤纸环4. 蔗糖和浓硫酸的混合物5. 澄清石灰水6. 止水夹4实验步骤(1) 如图1所示，将实验装置安装好并检查装置气密性。(2) 称取5 g蔗糖，用纸槽送入试管底部。在试管外壁从上往下依次贴上 蓝色石蕊试纸环和2个滤纸环，用蒸馏水润湿蓝色石蕊试纸环，2个滤纸环依次 用品红溶液、酸性高锰酸钾溶液润湿。(3) 向
3、蔗糖中加入23滴水，然后量取约4 mL浓硫酸，加入试管中 并用玻璃棒稍稍搅拌，使混合均匀；再迅速将该试管放入大试管中，并盖紧双孔 橡皮塞，将导管通入盛有澄清石灰水的小烧杯中(开始不要关闭止水夹)。(4) 将反应装置固定在铁架台上(图中铁架台略去)。(5) 当观察到小烧杯中有大量气泡冒出后，将导管上的止水夹关闭，观察 试管外壁的石蕊试纸环、2个滤纸环上的颜色变化，约2分钟后打开止水夹。(6) 待反应完毕后，拿出橡皮塞，此时试管也与橡皮塞一起被拿出，然后 慢慢地将玻璃棒往外抽出，可以看到试管中的黑色物质整体随着玻璃棒向外移 动，最后可以看到玻璃棒上黑色的多孔、蓬松物质。5实验现象(1) 加入浓硫酸
4、后，试管中的蔗糖由白色变为黄色，最后变为黑色。(2) 当小烧杯中有气泡产生时，试管中的黑色物质便不断膨胀、上升，并 可能出现有时上冲有时停止的现象。黑色物质膨胀的最高位置只能达到蓝色石蕊 试纸环附近，不会“溢”出小试管口。(3) 关闭止水夹后，可以发现蓝色石蕊试纸逐渐变红；滴有品红溶液的滤 纸环逐渐褪色，最后为无色;滴有酸性高锰酸钾溶液的滤纸环由紫色变为棕色(棕 色 物 质 为 MnO2 ， 反 应 式 为：3SO2+ 2KMnO4+ 2H2O2MnO2+K 2SO4+2H2SO4),最后变为无色。若将滴有品红溶液的滤纸环靠近酒精灯烘烤，会发现品红溶液又恢复为原来的颜色。(4) 大试管内壁挂有
5、大量小水珠，小烧杯中的澄清石灰水变浑浊。6结果与讨论(1) 蓝色石蕊试纸变红说明反应过程中有酸性气体产生。由反应物可以推 知，该气体可能是二氧化碳和二氧化硫气体。澄清的石灰水变浑浊可以进一步证 明产物中有二氧化碳和二氧化硫气体，且二氧化碳气体量较多，二氧化硫气体量 较少(如果二氧化硫气体量较多，就不会出现浑浊，因为SO2与H2O反应生成 较多的中强酸H2SO3,能使沉淀溶解)。(2) 品红溶液和酸性高锰酸钾溶液的褪色可进一步证明产物中一定含有二 氧化硫气体。品红滤纸环褪色后，经烘烤又恢复原色更加证明是二氧化硫气体使 品红溶液褪色。(3) 本实验具有以下优点： 装置简单，原理清楚，操作方便，实验
6、现象明显。 药品用量少，对环境污染小。 该实验可同时证明浓硫酸的强氧化性，也可以检验出所产生气体物质的性 质，具有启发性。7注意事项(1) 为了避免SO2气体对空气的污染，并能看到试管外壁明显的实验现象, 装置的气密性必须良好。(2) 蔗糖和浓硫酸用量不能过多，否则黑色物质会“溢”出试管。(3) 为了防止气体量过多，导致橡皮塞外冲，止水夹在开始反应时不要关 闭。(4) 为了保证滤纸环上的颜色变化明显，润湿滤纸环时最好用滴管滴加溶 液，并不断转动试管，保证滤纸环的润湿要均匀。(5) 该反应是放热反应。反应完毕后，可以稍稍冷却约1分钟左右，再慢 慢将玻璃棒往外抽出。(6) 为了避免滤纸环在烘烤时被烤焦，烘烤品红滤纸环时要不断转动试管, 且离火焰不要太近。参考文献1 熊言林编著.化学教学论实验.合肥：安徽大学出版社，2004： 50-532 熊言林化学教育，2001，22 (12)： 37注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
“黑面包”实验新设计
