浓硫酸雨蔗糖反应的实验改进与教学策略

第一篇：浓硫酸雨蔗糖反应的实验改进与教学策略

浓硫酸与蔗糖反应的实验改进与教学策略

现行人教版高中化学教材第一册第143页,[实验6-4]蔗糖与浓硫酸的反应(如图1所示)，（图1）

是高中化学常见实验，教材中实验设计为 ：在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀，然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。这是一个非常有趣的实验。课本上对现象的描述：可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成一种海绵状的炭。虽然方法简单,现象明显, 能很好地激发学生的学习兴趣。但因蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体,污染室内环境, 危害师生身心健康影响师生健康,不利于培养学生的环保意识，对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。为此，以绿色化学思想和优化化学实验教学为教学理念，采用密封装置，进行多次实验研究和教学实践。对该实验做了以下改进。一．实验改进

（一）实验目的

改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置，避免二氧化硫的排放，检验气体产物，进一步验证硫酸的脱水性和强氧化性，并探究二氧化硫的还原性。

（二）实验设计思路和原理

蔗糖和浓硫酸反应包括蔗糖的碳化和浓硫酸与碳的反应，为防止二氧化硫散逸在空气中，采用了密封装置，同时为检验气体产物和探究二氧化硫的性质，最终设计的实验装置如图。(如图2所示)浓硫酸

蔗糖

品红1

KMnO4溶液 品红2 澄清石灰水 NaOH溶液

（图2）

（三）实验仪器和药品

铁架台、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯、双孔橡胶塞、导管。浓硫酸、蔗糖、品红、酸性高锰酸钾、澄清石灰水、氢氧化钠溶液

（四）实验步骤

1．连接好实验装置并检查装置气密性

2.在圆底烧瓶中放入20g蔗糖，并滴入几滴水是蔗糖湿润，在分液漏斗中加入浓硫酸，按从下到上、从左到右的顺序连接好仪器，并在第一个洗气瓶中装入品红溶液，第二个洗气瓶中装入酸性高锰酸钾，第三个洗气瓶中装入品红溶液，第四个洗气瓶装入澄清石灰水，最后将导管伸入氢氧化钠溶液中。(如图2所示)3.将浓硫酸缓慢的从分液漏斗放入圆底烧瓶中，是浓硫酸与蔗糖充分混合。

（五）实验现象 加入浓硫酸后现象为：

1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶，同

时产生大量气体。

2.气体通过导管依次进入4个洗气瓶的现象：品红1褪色、高锰酸钾溶液褪色、品红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。

（六）实验结论

1.浓硫酸使蔗糖炭化变黑，证明浓硫酸有脱水性。

2.品红1褪色（验证有SO2产生）、高锰酸钾溶液褪色（除去SO2）、品红2溶液无色（验证SO2除干净）、澄清石灰水变浑浊（验证有CO2产生）。3.浓硫酸和蔗糖反应生成了SO2和CO2，浓硫酸中+6价的被还原为SO2中的+4价，浓硫酸有氧化性。

（七）改进实验的应用前景

本实验改进时，保留了该实验原有的现象明显的特色，不仅能使学生看到“黑面包”，而且本实验室在密封的状态下进行，装置的最后用氢氧化钠溶液消除了实验产生的SO2造成的空气污染，增强了学生环保的意识。还有助于学习SO2的还原性、漂白性以及SO2与CO2的鉴别。在实际的教学中，利用此实验可增强实验的演示效果，同时，大幅度减少了有害气体的生成量，渗透绿色化学理念。我对单一操作的化学实验进行改进，大大增强了丰富了教学效果。二．教学策略

一般我们用这个实验来验证了浓硫酸的脱水性。而我在通过做实验及教学中，发现这个实验的意义远远不止如此。

首先在加入浓硫酸后，发现蔗糖先是变黄，再变黑，会发现烧杯里的黑色固体迅速膨胀，并有刺激性气味的气体产生。这个实验非常吸引学生的眼球。当做完这个实验后，教室里气氛空前活跃。趁此机会，我向学生

提出问题：

一、提出问题

问题

一、蔗糖为什么会变黑？为什么固体的体积会发生膨胀？验证了浓硫酸具有怎样的性质？

问题

二、你们能猜想能是品红1溶液退色的原因吗？高锰酸钾溶液褪色起怎样的作用？为什么要用品红2溶液？使澄清石灰水变浑浊的气体是SO2吗？通过一系列的现象说明了什么

问题

三、我们为什么要加水？为什么加水前固体体积不膨胀，当加入水后固体的体积马上会发生膨胀？

二、讨论问题

学生们积极思考起来并回答。

1.对于第一个问题他们认为这种黑色固体是炭，是蔗糖经脱水后变成了炭。生成了气体所以黑色固体体积膨胀。第一个问题证明了该实验证明浓硫酸有脱水性。

2.对于对二个问题。学生们认为通过一系列现象证明有SO2和CO2生成（上节课刚学习）。

（1）追问：二氧化硫中的硫只可能来自什么物质？学生从微粒的角度思考，回答：来自浓硫酸。

（2）追问：是浓硫酸与什么反应后得到的？是直接与蔗糖吗？学生回答：是与脱水后的炭反应。

（3）我请大家运用氧化还原的知识试着写出反应的方程式。通过这个方程式，我引出了该实验还证明浓硫酸有强氧化性。

3.对于第三个问题。学生们首先考虑的是水是否参加了反应。结合上面浓

硫酸与炭反应的方程式，（1）提问：在这个反应我们另外地提供了热量没有？学生说：没有。（2）反问：那么，这反应的热量来自何处？学生这时想到：浓硫酸溶于水是放热的。

我就此引入了该实验还说明浓硫酸有吸水性。并指出浓硫酸的吸水是放热的反应。

三、总结归纳

浓硫酸与蔗糖的反应的实验可以同时证明浓硫酸有脱水性、吸水性、强氧化性。

四、展开教学

对于这个实验，课本上设计是非常好的。我仅做了小小改进。解决了一些问题。浓硫酸这节课，我以此实验为基础设计了我整节课的内容。以此为基础引出了后面的内容。深入的展开讨论除了在该实验中体现出浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，还有哪些方面能够体现浓硫酸的三的特性呢？本堂课就围绕着讨论浓硫酸的三大特性展开了。

【参考文献】：

1.人教版《高中化学教材第一册》第143页,《硫酸》； 2.《志鸿优化设计》教师用书，《硫酸》习题；

论文题目：浓硫酸与蔗糖反应的实验改进与教

学策略

单位：西宁市虎台中学生化组

作者：胡生昌

联系电话：0971-6311962

第二篇：钠与氯气反应实验改进方案

钠与氯气反应实验改进方案

水富一中 牟利平

一、实验改进原因

在现行人教版必修2中，钠与氯气反应实验是一个重要的演示实验，教材中的实验方法虽然装置简单、操作方便、现象明显，但是存在一个明显的不足——“将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方”，在这个操作中氯气容易外逸，污染环境，影响师生健康。

二、改进实验 1.实验用品

酒精灯 铁架台 具支烧瓶 具支试管 烧杯 小刀 镊子 钥匙 试管夹 漏斗 滤纸 玻璃管 KMnO4、浓HCl、NaOH、金属钠、细沙 2.操作方法（1）检查气密性。（2）添加药品。

a.具支试管里面盛装2g左右的KMnO4，然后将胶塞复位、塞紧，取下注射器吸入10ml浓HCl，然后复位、塞紧在针头上

（此处为生成氯气2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O）； b.具支烧瓶瓶底放上一小块钠（取用可以钠用玻璃管），然后将胶塞复位、塞紧，取下注射器吸入10mlNaOH，然后复位、塞紧在针头上

（吸收未反应完的氯气2NaOH + Cl2 == NaCl+ NaClO + H2O）;c.尾气吸收装置。用一个小烧杯盛装一定量的NaOH,漏斗倒置在液面上。3.实验现象

具支试管、具支烧瓶里面都充满了黄绿色气体，点燃酒精灯，可观察到钠块受热后，首先熔化，然后在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成大量的烟。4.废气处理

（1）待具支试管里面反应结束后，用另一支盛装NaOH的注射器，处理具支试管里面残留的氯气；

（2）待烧瓶冷却后，将烧瓶胶塞上注射器里面的NaOH全部注入烧瓶内，吸收烧瓶内剩余的氯气。5.实验优点

（1）取材容易，易于组装，操作方便，现象明显；将制取氯气的装置和钠与氯气反应装置连在一起，无空气污染，最后的废气处理非常有效，有利于培养学生爱护环境的环保意识。

（2）此实验还让学生知道生成氯气的另一个反应；取用钠的时候可以采用玻璃管从钠块中间钻取出一小块，可以清楚的观察金属钠的颜色，完全可以推广到钠的性质实验中去，有助于培养学生的创新能力。

（3）此装置除了做钠与氯气反应，还可以做氯气与铁、铜反应等。（4）容易推广为教师演示实验和学生实验，提高教学效果。6.实验注意事项

（1）必须检查气密性，防止氯气泄露。（2）钠块上不能有煤油，否则会影响实验现象。

（3）最后撤装置时，先撤尾气吸收装置，再撤酒精灯，否则会倒吸。

第三篇：钠与水反应的实验改进与创新

钠与水反应的实验改进与创新

一、反应原理：

Na + 2 H2O == 2 NaOH + H2 ↑

二、实验装置如右图（高一化学教材P171）：

三、实验步骤：

1、先切一小块钠（绿豆大），用刺了小孔的铝箔包好；

2、用镊子夹住，放在图中的试管口下(试管已装满水)；

3、等试管集满气体时，用大拇指堵住试管口并从溶液中取出，向下移近酒精灯点燃；

4、最后向烧杯中滴加无色的酚酞试液。

四、实验现象：

1、反应过程中，有气泡逸出；

2、试管中的气体点燃时能听到尖锐的爆鸣声；

3、滴加酚酞溶液时，溶液呈红色。

五、结论

金属Na与H2O反应，生成了H2和NaOH。

六、分析

本实验的成功率还可以，优点就在于当检验生成的气体（H2）时，能听到尖锐的爆鸣声，学生容易观察（听）到，现象较明显；但在实验过程中还存在着一些弊端：

首先，该实验的最大缺点就在于它的操作，该实验的操作较复杂，学生很难独立完成；其次，由于钠与水反应生成的氢氧化钠是强碱，有很强的腐蚀性，而在试管集满气体后，我们必须

把手伸进NaOH溶液中，用拇指堵住试管口，把试管从溶液中移出，此时NaOH对我们的皮肤会产生一定的腐蚀，虽然当时感觉不到，但终究还是影响我们的身体健康。再者，当在酒精灯上点燃H2时，产生尖锐的爆鸣声，相当一部分学生不敢操作，且如果环境较吵闹时，容易产生干扰。所以，要很好地完成这一实验是有一定的难度的，且具有一定的危险性和不可靠性，因此很有必要对其作出改进。

<实验改进一>实验装置如下图（课本P29）

具体操作步骤如下：

1、在一个空塑料瓶中装入约3／4体积的水,用手挤压瓶子,使水面上升至近瓶口,排走瓶中的大部分空气。

2、在胶塞上固定一根大头针,用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠,迅速塞住挤瘪的瓶口,倒置(如上图)并不断摇动塑料瓶。

3、待反应完全后,反应产生的气体,使挤瘪的瓶子复原,取下塞子,迅速用拇指堵住瓶口,并将瓶口移近火焰,检验钠与水反应所生成的气体。

4、最后向瓶中的溶液滴加酚酞溶液。

在这个实验中作出的改进的地方有：①用废旧的塑料瓶充当反应的容器,②用带有大头针的胶塞来固定金属钠;同原来的实验装置及操作相比较要简单得多,而且还能轻易地收集到反应后生成的气体，现象明显，成功率高。

但是，用废旧塑料瓶代替实验室的玻璃反应容器,同样存在一定的弊端,因为用废旧塑料瓶充当反应容器,只考虑到了收集气体的方便性，却忽略了实验操作过程,挤瘪一个塑料瓶对于男生来说是轻而易举的,但对于一些女生来说，要挤瘪一个塑料瓶就就比较困难了;其次，在反应的过程中还隐藏着另一个问题（这也是由第一个弊端引起的），假设在挤瘪塑料瓶时挤压的程度不够，塑料瓶中还存在着大量的空气，由于该反应是放热反应，生成的H2在瓶中就会与空气混合发生剧烈爆炸（另外:当挤压的程度不够，而取用金属钠的量又太多时，在反应过程中同样会产生爆炸；这两弊端在学生实验中已得到证实）；最后，当点燃塑料瓶内的气体时，必须把塑料瓶倾斜，这样有可能使瓶内的液体流出，而把酒精灯浇灭。

显然，本改进实验还存在相当多的不足之处，它仍有待改进。

既然是用检验H2纯度的方法来验证生成的气体,那么如果能让H2在空气中安静地燃烧，则一切问题不就都解决了？

<实验改进二>实验装置如右图所示:

本实验的操作步骤，与上一实验基本一样，只是要先往水里滴入无色酚酞，再与金属钠反应；在最后检验生成的气体时的操作如下：

1、待反应完后，用手挤压右边橡皮管（内有一颗小玻璃珠，结构与碱式滴定管的滴管口构造相同）。

2、在导管口把气体点燃。

通过现象可发现，U形管右边（用作反应的的一端）的液面会下降，而左端（不用作反应的一端）的液体将从漏斗口流进漏斗，这是因为钠与水反应生成的气体难溶于水，则右边的气压增大，液面也随之下降，而根据联通器原理知道：不用作反应的左边的液面将升高（装在U形管上的胶塞与漏斗就起了防止U形管内的液体溢出装置的作用），显而易见：这证明反应中有气体生成；而U形管内的液体呈现红色，说明生成了NaOH（在反应前滴加了酚酞试液）。

该改进实验现象明显，操作也较简单，也避免了因H2不纯点燃而产生爆炸的现象，成功率相当高；但由于U形管是一种比较易碎的玻璃仪器，所以本实验仍存在着它的不足之处，怎么办？ <实验改进三>实验装置如下图所示:

用玻璃管和导管代替U形管，本实验的操作步骤及反应现象与上一实验基本相同，不过该实验更有趣，因为用玻璃管与细长导管代替U形管，管中的液体在反应过程中能从右边细长的导管与漏斗连接处喷出来，这样就可以形成一个美丽的喷泉（红色），增加实验的趣味性。

用玻璃管代替U形管就解决了U形管易碎的缺点，而且增加了实验的趣味性，同时上一实验所具备的优点，在这一实验中都能得到体现，所以用它作为演示实验或学生实验是比较合适的。

纵观以上四个实验可知：前两个实验都有一个共同点——在检验生成的气体时都是从听觉上感觉的，容易受外界噪声的影响，且操作难于控制；而后两个实验操作较简单，现象明显，在检验生成的气体时，都是从视觉上观察到的，大大减少了外界对实验现象的影响，实验成功率相当高，且第四个实验的趣味性更强；因此，用第四个实验作为金属Na与H2O反应的实验装置是值得提倡的，当然如果条件不充分时，我们采取第三个实验也是未尝不可的。

第四篇：某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应[定稿]

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。

【实验1】铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

实验步骤：

①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；

②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；

③将Cu丝上提离开液面。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_________________。

（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是____________。

（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是________________________。

【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料：

①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。

②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图所示的实验：

（4）②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是___________。

（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为_____________________。

（6）下列对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项）____________。

A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种

C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S

D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S

（1）2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O

（2）试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中

（3）从D管口向A中大量鼓气

（4）取最后一次洗涤后所得液体于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明

沉淀洗涤干净，若有白色沉淀生成，则说明未洗干净

（5）2CuS+3O22CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)

（6）

BCD

第五篇：银镜反应实验的改进方案

银镜反应实验的改进方案

清镇市第一中学 蒙庆涛

一、问题的提出：

人教版普通高中课程标准实验教科书（选修5）第57页实验3-5，是一个关于乙醛与银氨溶液发生银镜反应的实验。在做实验的过程中，学生对单质银在试管内壁沉积形成银镜的现象产生了质疑，学生提出“单质银为什么只在试管内壁上产生，而不在试管内部的溶液中产生？”

课堂上，在学生提出这一问题时，我做出的解释是：反应中生成的单质银，当有玻璃这个附着物存在时，会附着在其表面形成一层致密的单质银，同时也只有当单质银以致密的方式堆积时，才会呈现出金属光泽，若单质银是以分散的粉末状存在时，则不会具有金属光泽，这样的单质银呈现黑色。接着，我请学生再次对试管底部的现象进行了仔细地观察，学生们大都能够观察到确实在试管底部有少量的黑色沉积物。

实验结束后，从我对学生们面部表情的观察上来看，我感到学生们并没有真正地接受我在课堂上所做出的解释。

二、问题的分析：

从与学生的进一步交流中，我对学生提出的问题有了新的认识。学生在课堂上所提出的问题虽然只有一个，但是要解决好这个问题，就必须回答好以下两个方面的问题：一是，在试管内部是否也产生了单质银？二是，是否非要有附着物的存在才能形成银镜？

按常规，我们可以对试管底部的黑色物质进行如下探究实验：首先将试管底部的黑色物质进行过滤、洗涤、再过滤；然后将少许洗涤干净的黑色物质装入一支洁净的试管中，再加入浓硝酸进行溶解；然后再在所得的溶液中加入氯化钠溶液，观察现象。最后通过对现象中是否有白色沉淀的产生，来判断沉积在试管底部的黑色物质是否为单质银。但是，按照以上实验操做下来，只能够解决关于在试管内部的溶液中是否能产生了单质银沉淀，而回答不了是否非要有附着物的存在才能形成银镜的问题，同时，由于以上实验需要使用到浓硝酸，还会带来环境污染和不安全因素。那么，能否设计一个更为简洁、方便和安全的对照实验，来同时解决好以上两个方面的问题呢？

三、问题的解决：

对照实验指的是：在进行某种试验以阐明一定因素对一个对象的影响和处理效应时，除了对试验所要求研究的因素操作处理外，其他因素都要保持一致，并把试验的结果进行比较。

根据对照实验设计原理的要求，我对本实验做了如下新的设计：

（一）、首先在一支洁净的试管里加入1mL2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，再滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水浴中温热（如图一所示）。

（二）、再另取一支洁净的试管，在试管里同样加入1mL2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，再滴入3滴乙醛，振荡后向试管内插入一根玻璃棒，再把插有玻璃棒的试管一起放在热水浴中温热（如图二所示）。

根据以上实验设计，我利用课余时间组织学生进行了实际操作。当试管在热水浴中温热了一段时间以后，我们观察到了这样的现象：在图一实验中，试管内壁产生了银镜；在图二实验中，除了在试管内壁产生了银镜外，在玻璃棒外壁也产生了银镜。实验过程中，通过没有装有玻璃棒的试管内壁形成的银镜与装有玻璃棒的试管中玻璃棒表面形成的银镜作为对照，从而可以证明在试管内部的溶液中也产生了单质银；通过装有玻璃棒的试管内壁形成的银镜与玻璃棒表面形成的银镜作为对照，从而证明反应中生成的单质银当有玻璃这一附着物存在时，会附着在其表面形成一层致密的单质银，从而呈现出金属光泽。

由于本对照实验现象明显，对照效果好，学生在进行课外实验探究后，都能很顺利地获得这一实验结论，这与通过使用浓硝酸溶解后，再加入氯化钠检验的方法相比，说理更加透彻，还节约了实验药品，排除了实验中的不安全因素。

2013-09-23 人教网