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蔗糖與濃硫酸反應的創新實驗設計_蔗糖與濃硫酸反應

壹、項目背景  教材中濃硫酸的脫水性實驗在敞口容器中進行,藥品用量大,反應過程中生成大量有毒氣體直接排放到空氣中,不符合“綠色化學”的新理念,且實驗只局限在對濃硫酸脫水性的演示,缺乏拓展與探究。基於此,筆者對該實驗在綠色、環保、微型方面進行探索(見圖1、圖2)。

二、研制過程

1 把燒杯改用兩只試管,進行套管,用雙孔塞進行密封。用導管連接壹個裝有澄清石灰水的洗氣瓶,既可以檢驗產物,又可以吸收產生的有毒氣體,避免有毒氣體擴散到空氣中汙染環境(見圖3)。

2 藥品取5g蔗糖、4mL濃硫酸,藥品用量大大減少,節約了藥品,提高了安全性。

3 增加性質檢驗內容,在小試管外壁依次貼上藍色石蕊試紙紙環和濾紙紙環,便於檢驗生成物中氣體性質,豐富了實驗的內容(見圖4)。

4 采用廢舊塑料瓶做洗氣瓶,用廢舊可樂瓶代替鐵架臺固定,使整套裝置簡單、易操作,可移動,便於學生觀察(見圖5、圖6)。

三、使用方法

1 連接好實驗裝置並檢查裝置氣密性。

2 稱取5g蔗糖,用紙槽送人試管內部,在試管外壁依次貼上2個濾紙環,分別用品紅溶液、紫色石蕊試液潤濕。

3 向蔗糖中加入2~3滴水,攪拌均勻,量取4mL濃硫酸,加入試管並用玻璃棒攪拌使混合均勻,迅速將該試管放入大試管中,蓋緊雙孔橡皮塞,打開止水夾,將導管通往盛有澄清石灰水的洗氣瓶中。

4 當洗氣瓶中有大量氣泡出現後,關閉止水夾,可看到玻璃棒上黑色的多孔、蓬松物質。

5 待反應完畢,觀察試管外壁的石蕊試紙環、濾紙環的顏色變化。

四、創新點

1 利用套管密閉裝置,減小了對環境的汙染。

2 試劑微量,儀器微型,達到了節約的目的。

3 采用組合裝置,該實驗可同時證明濃硫酸的吸水性、脫水性、溶解放出大量熱、強氧化性,也可檢驗出產生氣體的性質,並將產生的有毒氣體轉化為無汙染物質。

4 用廢舊可樂瓶代替鐵架臺固定,采用廢舊塑料瓶做洗氣瓶,不僅使整套裝置更簡單,做到廢物再利用,而且可使演示實驗效果移動良好,可作為學生實驗或家庭實驗模式進行推廣。

5 壹種裝置,多種用途,簡易固定裝置可作為常規多種試管實驗的固定裝置,省去了鐵架臺的繁雜:簡易洗氣瓶可用做中學化學實驗中多種氣體尾氣吸收及洗氣的簡易裝置,操作方便,材料易得,體現了花小錢辦大事的原則。

總之,本實驗的改進,突出體現了“封”、“微”、“組”、“簡”的特色。

評委點評

該項目從環保的角度考慮。對實驗的改進有壹定創新性,操作簡易,現象較鮮明。鑒於有氣體產生,實驗應從安全性、可控性再深入挖掘。使之更加完善、實用。

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