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  蜀麓耕夫者, 山野之间一散人也。朝饮一杯清茶, 夜酌二两小酒。闲来读数页诗书, 兴至诌两句心得。望日升月落, 观云卷云舒。虽在王化之内, 不在名利之中。

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【原创】实验研究23——浓硫酸的脱水性与溶解性  

2009-09-09 22:33:58|  分类: 实验研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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探究实验设计二十三:

浓硫酸的脱水性与溶解性

1.化学反应原理

浓硫酸有很强的脱水性,它能将有机物等物质中的氢、氧元素按12的比例夺取出来,使有机物碳化而显黑色,同时放出大量的热。如使纸张脱水。[纸张的化学成分是纤维素,化学式用 (C6H10O5) n表示]

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浓硫酸极易溶于水,溶解时强烈放热,能使溶液温度升高,甚至沸腾。由于水的密度小于浓硫酸的密度,将水加入浓硫酸中,水浮在浓硫酸上面,溶解时放出大量的热,会使水立刻沸腾,从而出现液滴飞溅现象。因此在稀释浓硫酸时,一定要浓硫酸沿器避慢慢注入水里,并不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸里。

2.实验仪器:小烧杯、玻璃棒、玻璃片等。

实验药品:浓硫酸、纸张、一次性木筷、棉布等

3.探究方案

向小烧杯中倾倒入少量浓硫酸,取一张白纸和一块棉布平铺在玻璃片上,用玻璃棒醮取硫酸在白纸和棉布上写字,静置在玻璃片上。再取两根一次性木筷,将其一端浸到浓硫酸中,立即取出,平放在玻璃片上静置观察。

一会儿后,纸张和棉布上出现书写的字迹,木筷醮有浓硫酸的部位变黑了。如图23-1 所示。

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22-1

500 mL的锥形瓶中盛约25 mL浓硫酸,锥形瓶双孔塞的一孔中装分液漏斗(盛有水),另一孔装短玻璃导管。将分液漏斗中的少量的水缓慢滴入锥形瓶中,观察到水沸腾并有液滴在锥形瓶内四处飞溅。如图23-2 A。由此可见,将水注入浓硫酸中是很危险的。

正确操作:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。溶解后,让学生用手摸一下烧杯,觉得发烫,证明硫酸溶解时发出大量的热。如图23-2 B。实验结束,待溶液冷却至室温后,将所配制的浓硫酸盛装到试剂瓶中,并贴上标签。

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图23-2

4探究评价

浓硫酸的腐蚀性太强,做该实验时一定要注意安全,切不可将浓硫酸醮到衣服或皮肤上,也不要弄到室验台上,以免损坏衣服、实验台,造成安全事故。

在温度较低的环境下,脱水速度不是太快。为使脱水加快,可将醮过浓硫酸的物体放在酒精灯火焰上微微加热,注意点让纸张等烧着了。为此,可以火焰上方隔一张石棉网,将纸张等放在石棉网上方加热。

浓硫酸溶于水中显著放热。在常温下实验测得:5 mL浓硫酸注入5 mL水中,溶液温度会升高到87℃;50 mL浓硫酸注入50 mL水中,溶液温度会升高到141℃。因此,水滴入浓硫酸中,不一定能看到液滴飞溅现象。要看到明显的实验现象,不仅跟二者的量有关,还跟加入速度有关。速度过快或过慢都难看到液滴飞溅现象。老师要多做几次实验,掌握实验的技巧。

5资源开发

先配制好硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、硫酸亚铁、硫酸铁的饱和溶液,然后在五支试管里各加入45 mL浓硫酸,依次加入12 滴上述饱和溶液。观察到:滴入饱和硫酸铜溶液中,有白色无水CuSO4沉淀产生;滴入饱和硝酸铜溶液的试管中有白色无水Cu(NO3)2沉淀生成;滴入饱和氯化铜溶液的试管中,有深棕色无水氯化铜沉淀生成;滴入饱和硫酸亚铁溶液的试管中,有白色无水FeSO4沉淀产生;滴入棕褐色饱和硫酸铁溶液的试管中,有灰白色无水Fe2(SO4)3沉淀析出。若有硫酸铜晶体、硝酸铜晶体、氯化铜晶体、硫酸亚铁晶体和硫酸铁晶体来代替其饱和溶液做上述实验,也有类似的实验现象。

在烧瓶中加入约10 mL左右的浓硫酸,从分液漏斗中缓慢滴入浓盐酸。如图23-3所示。导管口会出现大量酸雾。若在此导管口接入一个收集装置,可收到到氯化氢气体。该办法可用于实验室中制取少量的氯化氢气体。

这就是由于浓盐酸滴入后,浓硫酸被稀释放出大量的热,导致氯化氢气体逸出。

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图23-3

6. 创新思维

在小烧杯中加入约10 g的蔗糖,加少量水稍加搅拌,向其中加入少量浓硫酸,并用玻璃棒轻轻搅拌,立即将玻璃棒立在烧杯中间,观察现象。蔗糖迅速变黑,迅速膨胀,形成跟烧杯一样粗实的黑色多孔疏松的碳柱,并伴有大量蒸气产生。如图23-4

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                                                                                                     图23-4

    这是由于浓硫酸具有很强的脱水性,夺取了蔗糖(C12H22O11)中的氢元素和氧元素,使蔗糖碳化,并产生大量的热,使部分水蒸化而产生大量的蒸气。

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同时,还有部分碳与浓硫酸反应,生成二氧化碳和二氧化硫,

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水的蒸发和二氧化碳的生成,这两个过程共同作用,使得碳形成松疏多孔的结构,并迅速膨胀。

用新购的毛笔醮稀硫酸在白纸上写上几个字,静置,看不到明显的现象。将白纸放在酒精灯火焰上缓缓加热(注意别烧着白纸),一会儿后,白纸上会显示出黑色的文字。

这是由于稀硫酸不具有明显的脱水性,随着加热的继续,水分蒸发,硫酸溶液的浓度增大,脱水性明显增强,最终使纸张脱水碳化而显示出黑色文字。

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