影响黑面包实验即蔗糖脱水实验的因素

一、问题的提出

在化学必修1浓硫酸的性质与制备探究实验的准备过程中，我发现按书本上的2g蔗糖中加5ml浓硫酸的方法并不能达到较好的实验效果。为此，为了使实验效果更加明显，通过查阅资料、实验探究，我设计了以下的实验教学解决方案。

二、教学设计方案

高中化学演示实验多为定性实验，但试验过程中量的控制却不可忽略。教材中的实验多为经典实验，现象明显。我们很容易套用一些经验性做法，又因课堂演示实验有许多不确定因素，而且对许多实验缺乏思考与探究。因此当遇到突发状况导致实验失败时，便会无所适从，更谈不上及时补救了。经过多次实验，我发现在加浓硫酸前需要加适量的水，且浓硫酸与所加水的比例，即反应初始放热的多少，中心温度能否达到较高温度是实验成败的主要因素。通过该实验探究与反思，懂得了定性实验中定量同样重要。

开始时我是先分析是药品的原因，认为蔗糖颗粒有些大、色泽发暗可能变质了，或者可能是浓硫酸加少了放热太少（当再加浓硫酸还是失败）。最后怀疑是不是由于冬季室温太低的缘故。为了获得较好的实验效果，进一步提高教学能力，我对浓硫酸脱水性实验（以下简称为“黑面包”实验）进行了一些探究。我找了影响该实验成败的基本因素：药品是否变质、所加水的体积、气温、蔗糖颗粒大小、糖的种类、浓硫酸的体积等因素。采用控制变量法，探究该实验成败的因素。

药品 ：浓硫酸 、蔗糖（粉状绵白糖、小颗粒普通白砂糖、大颗粒冰糖）

仪器 ：温度计、 尺子、 小烧杯（50ml） 、水银温度计 、酒精灯、 大烧杯 、 试管、量筒（10ml） 实验数据：(见表1、表2、表3、表4、表5) 表1

温度35℃（水浴）、 蔗糖质量 7g 、 6滴水 、 改变浓硫酸体积 硫酸体积 黑面包高度 黑面包中心温度 表2

浓硫酸 8ml 、 蔗糖7g 、 6滴水 、 水浴加热 、 改变温度 初始温度 黑面包高度 黑面包中心温度

7℃ 1 cm 45℃ 50℃ 3.7 cm 120℃ 100℃ 4 cm 124℃ 4 ml 1 cm 50℃ 8 ml 2．6 cm 122℃ 12 ml 2．8 cm 150℃ 表3：

浓硫酸 8ml 、 蔗糖7g 、 温度 50℃ 、 6滴水、 改变蔗糖颗粒大小 蔗糖颗粒 黑面包高度 黑面包中心温度 表4：

浓硫酸 8ml 、 蔗糖7g 、 温度 50℃ 、 改变加水的量 加水的量 高度 6滴 3.9 cm 12滴 4 cm 150℃ 18滴 6 cm 146℃ 24滴 4.5 cm 140℃ 粉状绵白糖 4．6 cm 110℃ 小颗粒蔗糖 1.7cm 79℃ 大颗粒冰糖 只变黑 48℃ 黑面包中心温度 149℃ 从以上数据可以得出以下结论：

1.蔗糖与硫酸体积比、蔗糖与硫酸初始（环境）温度、蔗糖颗粒大小、糖种类 、加水的量都会影响实验的效果。其中主要原因为浓硫酸中加水的量，即初始放热多少。浓硫酸与水体积比控制在约8：1左右。水加多或加少都会影响黑面包膨胀高度。

2.所用蔗糖并未变质，只是颗粒稍大、所加水量不适影响了实验。 3.黑面包实验成功时反应发出大量热，黑面包中心温度要尽可能高。

4.所用蔗糖不要太少，不然小烧杯内放出热量太少容易散失，会导致实验失败。

该实验要用浓硫酸，放出大量有毒气体。为此我将该实验在试管中做。有这样几个好处：药品用量少，膨胀效果好。若开始放热效果不好易于水浴加热补救。但也有弊端：黑面包易膨胀喷出，试管不易清洗。所以该实验不适宜在试管中做。 三、教学反思：

通过对“黑面包”实验成败因素的探究，我对该实验有了较好的认识：这次“黑面包”实验失败的主要原因是没有控制好药品的用量及比例，忽视定性实验中量的控制。

通过这次“黑面包”实验探究，我认为即使对于演示实验，老师还是需要自己事先去实践，去探究的。对待化学问题，不能想当然，不能全凭经验处理实验问题，要依据事实说明问题。