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
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