“浓硫酸稀释”的示错实验的创新设计

陈丽霞

一、创新意图

浙教版科学九年级上册针对浓硫酸的稀释的要求不是简单地了解层次，而是九年级学生必须掌握的一项实验操作技能。

浓硫酸具有腐蚀性、脱水性、吸水性，因此在稀释浓硫酸试验中要特别注意以下三点：

1.稀释时将浓硫酸注入水中，而不是将水注入浓硫酸中。因为浓硫酸见水会产生大量的热，并且水的密度比浓硫酸小，因此就会浮在上面，当它們接触时又会产生大量的热，热量没有办法散发，因此就会使水剧烈沸腾并带着酸四处飞溅伤人。

2.因为是密封容器，当把水加入浓硫酸时，瓶内温度升高，锥形瓶内的压强会急剧增大，从而引起爆炸。

3.将浓硫酸沿杯壁慢慢注入水中时，要用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是散发热量。

结论：稀释过程是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。

掌握该技能不仅对学生今后的化学学习有帮助，更对步入社会后的安全生产意识有着积极的影响。但是在课堂教学中，书本对浓硫酸的稀释直接介绍了正确的稀释方法，由于这个实验存在一定的危险性，因此很少有教师在课堂上做这个实验，只是单纯地讲解、强调正确的操作步骤及重要性，有的老师则下载了一些视频让学生看，很难使难使学生有更直观的感性的认识，从而不能充分认识到正确稀释操作的重要性。

作为实验老师的我，为了解决这个问题，我特别设计制作了一套“把水加入浓硫酸”的示错实验装置，其可以用于教师的教学演示，并且正确操作和错误操作都可以用这个实验来完成。整套装置的器材取用方便，制作方法简单、安全，实验现象明显，效果突出，并且整个实验过程时间也短，仅需要三分钟就可以完成实验的演示，不会占用太多的教学时间。

二、实验原理

把水直接加入到浓硫酸中，稀释放出的热量会使表面的水沸腾，夹带着硫酸液滴会四处飞溅。通过悬挂在塑料瓶内的蓝色石蕊试纸（或pH试纸）的颜色变化，让学生深刻感知错误地稀释浓硫酸的操作所造成的后果，并强化学生的安全意识。

三、实验器材

1000 mL抽滤瓶、气球、分液漏斗、酒精温度计、铜丝、蓝色石蕊试纸（或pH试纸）、浓硫酸、水、皮筋、烧杯、水、14号双孔橡皮塞、酒精灯、火柴、双面胶、镊子、毛细玻璃管。

四、实验装置

1.将抽滤瓶的嘴用气球扎紧；

2.双孔橡皮塞一个塞入分液漏斗，一个孔塞入温度计，使温度计的玻璃泡位于抽滤瓶示数150 mL至200 mL之间；

3.取一根长度大约为能伸入瓶子的三分之一深度为宜的铜丝，将这根铜丝一端绕成一个圈，大小为能够插入抽滤瓶口为宜，铜丝的外面套上一根毛细玻璃管，铜丝的另一端在酒精灯上烧热约一分钟，将此端对准双孔橡皮塞的中央，烙出一个孔并将其固定在橡皮塞的下边中央位置；

4.取下三四张蓝色石蕊试纸，用双面胶将其一端胶于铁丝下端卷曲处；

5.塞紧双口橡皮塞。

五、实验步骤和现象

1.在抽滤瓶中倒入约200 mL的浓硫酸，塞紧橡皮塞，使温度计玻璃泡位于浓硫酸中央位置；

2.打开分液漏斗的瓶塞，往分液漏斗中加入水，打开分液漏斗的开关；

3.观察到抽滤瓶内冒出大量雾气，温度计的红色液柱快速往上升，抽滤瓶的气球也有膨胀，等温度有所下降以后，大约三至死分钟，雾气有所减退，此时可观察到悬挂在铁丝上的试纸条上出现许多的红色的斑点（用60 ℃至70 ℃的热水演示该实验现象更明显）。

六、实验创新点

1.实验现象明显，可视性强，能有效增强学生对这样错误操作的感性认识，并可以增强其正确操作的安全意识；

2.试纸用铜丝固定于上方，取放方便，利于观察；且铜丝的外面用毛细玻璃管套上，能够尽可能地将铜丝与浓硫酸反应的程度降低。

【注意】

1.铜丝不能用铁丝代替，因为铁丝能和溅起的硫酸溶液发生反应，使得抽滤瓶中的硫酸溶液不纯；

2.铜丝能和加热的浓硫酸发生反应，但是反应的温度条件为170 ℃以上，而这个稀释实验中，水倒入到浓硫酸中时能放出大量的热。在稀释时，水越少温度越高，当浓硫酸和水的比例为1∶1时，温度是70 ℃左右，还不足以和铜丝发生反应。但为了保险起见，为避免稀释后的硫酸溶液不纯，还是在铜丝的外面套上一截毛细玻璃管；

3.抽滤瓶有壁厚、不易碎、耐高压的特点，能确保这个实验的有效进行，更因为抽滤瓶质量大、底面积也大，实验完成后，被稀释的硫酸溶液存放于抽滤瓶内安全，不会倒了或被当成别的液体误用了，而且还可以拿回实验室储存，用于以后的实验，减少药品的浪费和对环境造成的污染；

4.实验器材都为常见的化学实验室器材，取用方便、制作简单，而且容易清洗，操作安全可靠，易于推广。

七、注意事项

硫酸的倾倒和实验后装置的清洗尽量避开气球，防止对气球的污染，而且每学年要做这个实验前后务必做到对气球的更换，确保实验的正常进行。

编辑 段丽君