燃糖試驗(yàn)文章題庫

1、探究“蔗糖燃燒成蛇”的實(shí)驗(yàn)摘要 ：蔗糖的熔點(diǎn)為 185186 攝氏度，著火點(diǎn)為 410 攝氏度。由于著火點(diǎn)為 410 攝氏度 較高， 在酒精燈火焰上加熱會熔融膨脹、 炭化，先生成焦糖后生成碳， 同時釋放二氧化碳和 水等物質(zhì)，不易燃燒。蔗糖熱值較大，為 16490kJ/kg ，最小點(diǎn)火能量為 30mJ ，蘸了催化劑 的蔗糖易燃燒。據(jù)此，蘇教版高中選修教材實(shí)驗(yàn)化學(xué)提出“蔗糖燃燒”探究實(shí)驗(yàn)，但教 材無實(shí)驗(yàn)操作方案也無結(jié)論。本組成員對蔗糖燃燒實(shí)驗(yàn)作了具體的探究。關(guān)鍵詞 ：蔗糖燃燒成蛇正文：一、研究背景，收集資料蔗糖是有機(jī)化合物，分子量 342.3 。無色晶體，具有旋光性， 但無變旋。蔗糖容易被酸水解，

2、 水解后產(chǎn)生等量的 D-葡萄糖和 D-果糖。 不 具還原性。發(fā)酵形成的焦糖可以用作醬油的增色劑。蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，廣泛分布于植物體內(nèi)，特別是甜 菜、甘蔗和水果中含量極高。蔗糖是植物儲藏、積累和運(yùn)輸糖分的 主要形式。平時食用的白糖、紅糖都是蔗糖。蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脫水形成，較難溶于乙醇，甜味僅次于果糖。 溶解性：極易溶于水、苯胺、氮苯、乙酸乙酯、酒精與水的混合物。不溶于汽油、石油、無 水酒精、 CHCL3、 CCL4水中的溶解度： 每克水可以溶解 2.1 g 蔗糖即溶解度為 210g（25）. 是一種高溶解 度的糖類。 熔點(diǎn)： 186 。能量密度 : 17 千焦 / 立方米

3、蔗糖極易溶于水， 其溶解度隨溫度的升高而增大。 蔗糖屬結(jié)晶性物質(zhì)。 純蔗糖晶體的比重為 1.5879 ，蔗糖溶液的比重依濃度和溫度的不同而異。本實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是對蔗糖的燃燒進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。蔗糖具有熱分解作用。結(jié)晶蔗糖加熱至160，便熔化成為濃稠透明的液體，冷卻時又重新結(jié)晶。加熱時間延長，蔗糖即分解為葡萄糖及脫水果糖。在190 220的較高溫度下，蔗糖便脫水縮合成為焦糖。焦糖進(jìn)一步加熱則生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等產(chǎn)物。 在潮濕的條件下，蔗糖于 100時分解，釋出水分，色澤變黑。蔗糖溶液在常壓下經(jīng)長時間加熱沸騰，溶解的蔗糖會緩慢分解為等量的葡萄糖及果糖， 即發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。蔗糖溶液若加熱至10

4、8以上，則水解迅速，糖溶液濃度愈大，水解作用愈顯著。煮沸容器所用的金屬材料， 對蔗糖轉(zhuǎn)化速率也有影響。例如： 蔗糖溶液在銅器中的 轉(zhuǎn)化作用，遠(yuǎn)比在銀器中的大，玻璃容器幾乎沒有什么影響。二：自主學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)方案根據(jù)書本以及互聯(lián)網(wǎng)提供的描述與介紹， 蔗糖及小蘇打的混合物蘸上催化劑的蔗糖 在熔 化、碳化的同時會燃燒膨脹， 形成蛇狀。 我們著手于探究燃糖成蛇的催化劑以及蔗糖與小蘇 打的質(zhì)量比進(jìn)行探究， 欲獲得最佳實(shí)驗(yàn)效果的條件。 又經(jīng)過一系列的資料搜集， 我們得知如 稻草灰香煙灰蚊香灰這種灰燼對蔗糖燃糖成蛇具有良好的催化作用， 在蔗糖與小蘇打質(zhì)量比 為 8/1 時催化效果最佳。 事實(shí)會不會是這樣？真理是

5、要用實(shí)踐來證明的。 我們進(jìn)行了細(xì)致探 討后，制定了以下實(shí)驗(yàn)探究方案： 實(shí)驗(yàn)器材 ： 天平、石棉網(wǎng)、三腳架、鑰匙、尺、酒精、研缽、火柴、小蘇打、煙灰、面粉、蔗糖、稻草 灰、膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)步驟：1. 取一張新的石棉網(wǎng)， 在石棉網(wǎng)上放上不同的催化劑， 攤平成一個直徑為 6cm，厚約為 3mm 的圓形。2. 按不同的質(zhì)量比稱取白砂糖和小蘇打，放在研缽中研磨，混合均勻。3. 將研磨后的混合物置于催化劑上，堆成圓錐狀。4. 用滴管汲取 12ml 酒精滴在混合物四周的催化劑上。5. 點(diǎn)火引燃酒精，使蔗糖隨之開始燃燒，觀察現(xiàn)象。6. 測量“蛇”的長度，并同現(xiàn)象一同記錄表格。（注解： 上述固體試劑和蔗糖及小蘇打

6、要干燥， 酒精燈是加在催化劑上， 不能加在蔗糖堆上， 每次實(shí)驗(yàn)的催化劑仍可以循環(huán)使用） 另外，我們也憑借自己的想法設(shè)計(jì)出一張?zhí)骄繉?shí)驗(yàn)表，附表如下：實(shí)驗(yàn)探究表：催化劑蔗糖與小蘇打質(zhì)量 比（ 蔗糖始終 1g）灰“蛇”長度反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)程火焰位置 其他稻草灰 稻草灰 稻草灰稻草灰面粉蚊香灰三：實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)際操作 經(jīng)過自主學(xué)習(xí)后，我們開始了真正的實(shí)踐探究。關(guān)于實(shí)驗(yàn)催化劑我們搜集到了蚊香灰， 煙灰， 面粉以及稻草灰等四種催化劑 （由于煙灰量過少， 之后的實(shí)驗(yàn)把探究煙灰對燃糖成蛇 的催化作用探究實(shí)驗(yàn)取消， 故表格中無煙灰一欄） ，并準(zhǔn)備好了相機(jī)方便實(shí)驗(yàn)過程中的記錄。 在實(shí)驗(yàn)室中我們?nèi)〉昧藢?shí)驗(yàn)所需的天平、石棉

7、網(wǎng)、鑰匙、火柴、尺、酒精、研缽以及膠頭滴 管，但未發(fā)現(xiàn)三腳架，于是我們用鐵架臺代替了三腳架，對之后實(shí)驗(yàn)未產(chǎn)生太大影響。實(shí)驗(yàn)過程小記錄： 我們首先去實(shí)驗(yàn)器材室準(zhǔn)備器材， 經(jīng)過仔細(xì)尋找搜集了所有需要的器 材和藥品， 在這個工作之前， 我們已經(jīng)讓王俊杰搜集到了一大袋實(shí)驗(yàn)所需的稻草灰， 幫忙要 到了一袋白糖。之后回實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，一開始決定只用 0.1g 的糖，但是量太少，測量不準(zhǔn) 確，因此我們把量加到了 0.4g，組員們各有各自的分工， 如和負(fù)責(zé)量取藥等同學(xué)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操 作，負(fù)責(zé)攝影，負(fù)責(zé)測量，而負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)記錄。整個過程井然有序，這保證了實(shí)驗(yàn)最后的順利 完成。四：總結(jié)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論這是我們實(shí)驗(yàn)小組最終記錄

8、的表格催化劑蔗糖與小蘇打質(zhì)量 比（ 蔗糖始終 0.4g）灰“蛇”長度稻草灰2/14cm稻草灰4/15.5cm稻草灰8/112.5cm稻草灰16/16.7cm反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)程度火焰位置其他點(diǎn)燃后十多秒時間，蔗糖表面有黑色小泡突*無起，緊接著反應(yīng)變劇 烈，燃燒幾次的經(jīng)驗(yàn)來 看，黑色小泡先沿三個 方向膨脹，延生，之后無整堆糖會膨脹升起，形 成黑色柱狀蓬松的 “蛇”整個過程持續(xù)兩 至三分鐘，最后火慢慢四周向中間無熄滅，底部有一些未反 應(yīng)完全的糖呈現(xiàn)黃色。 整條“蛇”的體積是原 來蔗糖體積的數(shù)十倍， 非常輕，質(zhì)地軟，剖開 內(nèi)部發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有亮閃無面粉8/13.2cm的白色結(jié)晶狀物質(zhì)（遺憾未檢測其成分）蚊香灰8

9、/17.5cm注：燃燒程度中星號的多少表示燃燒程度，越多越劇烈。 總的來說，現(xiàn)象基本都是開始酒精被引燃，數(shù)十秒糖堆引燃，同時還有熔化、炭化、膨脹等 現(xiàn)象，爬出一條黑色的“蛇” ，一段時間后火熄滅，反應(yīng)停止。我們從總共的七組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 蔗糖與碳酸氫鈉的混合物中， 隨著蔗糖的比重的增加， 蛇的長 度先增大后減小，當(dāng)蔗糖與小蘇打質(zhì)量比為 8:1 時實(shí)驗(yàn)效果最好， 采用稻草灰對于蔗糖燃燒 成蛇的效果最好， 并且蛇的長度隨著混合物的量增多而增加 （事實(shí)上我們最后嘗試用 4 克的 蔗糖與小蘇打做了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果蛇長近四十厘米！但此為補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)， 未精確測量，表格中 也本無該項(xiàng)探究）五：歸納小結(jié)，反思收獲對于

10、該實(shí)驗(yàn)的機(jī)理， 我們找尋資料后未發(fā)現(xiàn)較為權(quán)威的解釋。 這些蔗糖未全部燃燒， 因此可 能生成炭，一氧化碳，二氧化碳等多種碳物質(zhì)，涉及到的反應(yīng)方程有如下12CO2+11H2O ；C12H22O11 12C+11H2O；2 NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O 等等。蛇 之所以膨脹， 就是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)有氣體產(chǎn)生， 另外一個類似蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)是 “法老之蛇” ， 用的是硫氰化汞。由于硫氰化汞受熱易分解， 且體積膨脹很大，曲曲折折生長成蛇形。 其化 學(xué)反應(yīng)大致如下： 4Hg（SCN） ? =4HgS + 2CS ? + 3（CN） ? + N?正是由于氣體的幫助，使 混合物膨脹，最終由

11、有蛇的效果。 關(guān)于為什么灰燼會對蔗糖有催化的效果，國內(nèi)外都對其進(jìn)行過探究。 日本的化學(xué)教育 有一文指出： 煙灰中含有碳酸鹽， 碳酸鹽是上述實(shí)驗(yàn)的催化劑。 文中還介紹了一個用碳酸鉀 溶液在紙上寫字，干燥后用蚊香引燃，結(jié)果有字跡處火星會迅速蔓延。說明其有催化作用。 美國的中學(xué)化學(xué)期刊也有一文介紹說， 煙灰里含有稀土元素， 稀土元素對蔗糖的燃燒有催化 作用。 我國的中學(xué)生也研究過該課題，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)后提出：煙灰中含有多種金屬氧化物，如 氧化銅、氧化鈣、氧化錳、氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、四氧化三鐵、氧化鉛等等，這些金屬 氧化物， 對蔗糖的燃燒有催化作用。 化學(xué)書對其分析可能的機(jī)理有兩種： 1. 灰燼中稀土

12、元素 對蔗糖燃燒起催化作用； 2. 灰燼中金屬氧化物鹽類起催化作用。 這兩種解釋可以說明金屬氧 化物（如二氧化錳） 的催化原理，難說明活性炭的催化作用。 炭灰的作用機(jī)理可能是酒精引 燃蔗糖后， 碳酸氫鈉受熱分解形成蓬松狀蔗糖殘體的同時， 與蔗糖炭化形成的焦炭反應(yīng)， 生 成一氧化碳?xì)怏w， 一氧化碳?xì)怏w在糖表面形成易燃?xì)怏w包圍層， 燃燒并促進(jìn)碳酸氫鈉進(jìn)一步而不分解及蔗糖炭化， 支持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行， 于是火焰也始終停留在蔗糖和稻草灰的交界處。 少人贊成是煙灰中的金屬氧化物對蔗糖燃燒起著催化作用的觀點(diǎn)。撇開理論方面的反思與歸納， 就我們自身完成這一實(shí)驗(yàn)的主體來說， 我們也有所反 思。由于實(shí)驗(yàn)組數(shù)不夠、

13、稱量測量的不精確、 實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范， 如用手撥游碼、 分析不徹底、 思考有漏洞或不徹底等， 致使我們的實(shí)驗(yàn)并不是十分嚴(yán)謹(jǐn)。 但正是這些不嚴(yán)謹(jǐn)， 增強(qiáng)了我們 的思維能力， 因?yàn)橹挥袑?shí)踐才是認(rèn)識發(fā)展的動力， 是認(rèn)識的目的和歸宿， 這也正是我們探究 這一實(shí)驗(yàn)的意義之一。與此同時，我們每一個組員都有所收獲，有所感悟，有所思考。 （組 員感悟見下）、上了這門化學(xué)研究性學(xué)習(xí)， 我學(xué)到了許多關(guān)于實(shí)驗(yàn)的知識， 并且也親身參與了一次課題 研究。我們小組的蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)， 并且非常成功， 主要是我們組長的英明帶領(lǐng)以及組員的傾 力合作。 這讓我感受到了團(tuán)結(jié)的力量， 當(dāng)然最重要的還是我學(xué)到了很多化學(xué)知識， 讓我受

14、益 匪淺。選擇了化學(xué)研究性學(xué)習(xí)， 我感到很榮幸， 因?yàn)樵谶x修課上， 我們學(xué)習(xí)到了許多做化學(xué)實(shí) 驗(yàn)時的規(guī)范， 之后輪到我們自己設(shè)計(jì)方案再研究時， 大家群策群力。 在多種方案多種選擇的 情況下，最終確定了最佳反方案。從最初的“水果電池” 、“藍(lán)色妖姬的前世今生” 、“侯氏制 堿”到最后的“燃糖成蛇” 。再之后，我們準(zhǔn)備材料，集體操作，資料查詢，方案設(shè)計(jì)，我為我們的組員而驕傲。、第一次參加化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，自己設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，并且感受到了思維和團(tuán)體的力量。人的思維是人類社會的產(chǎn)物， 我們的思維也隨著學(xué)習(xí)的深入而得到不斷提升。 從最初按 照課本完成實(shí)驗(yàn)， 到現(xiàn)在自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)， 就是一個思維發(fā)展和上升的過

15、程。 我們的能力 也在思維的發(fā)展中得到提升。 本次研究性學(xué)習(xí)， 我們曾考慮過探究水果電池、 藍(lán)色妖姬的制 作原理、侯氏制堿等方案，但最終由于實(shí)驗(yàn)原理、材料、能力等各方面實(shí)際因素的制約，這 些方案都被否決，最終我們決定探究蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)。我們組的每個同學(xué)都有自己的任務(wù)， 有的同學(xué)負(fù)責(zé)查詢資料， 有的負(fù)責(zé)準(zhǔn)備材料。 在實(shí)驗(yàn)過 程中，大家相互配合、團(tuán)結(jié)合作，始終發(fā)揮著團(tuán)體的力量和作用，最終成功完成了實(shí)驗(yàn)。我 想這就是團(tuán)結(jié)的力量，團(tuán)體總是比個人離成功更近一點(diǎn)。、選修了這門化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，我受益匪淺，不僅學(xué)到了許多的化學(xué)知識，還體驗(yàn)的一次 化學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們組的實(shí)驗(yàn)是蔗糖燃燒成蛇， 做得很成功， 這要?dú)w

16、功于我們大家一起的努力和組長的 合理分工。當(dāng)然，最讓我感到欣喜的是我們實(shí)驗(yàn)成功的現(xiàn)象一條長蛇從火焰中不斷變長。 我認(rèn)為我選擇這門選修課是正確的， 它不僅讓我學(xué)習(xí)到了許多化學(xué)知識， 還感受到了團(tuán)隊(duì)的 力量。、作為我的第一次這么正式的化學(xué)研究，完成了一個項(xiàng)目， 雖然是被實(shí)踐過許多次的 “燃 糖成蛇” 實(shí)驗(yàn)， 但自己親手做還是很有意義的， 也知道了完成一項(xiàng)研究性學(xué)習(xí)所需的大致步 驟。這就是團(tuán)隊(duì)合作的力量啊， 很繁雜的事情，許多人一起做就沒這么困難了。我相信這樣 的經(jīng)歷會對我今后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐有很大的幫助。 （董雨倫）、 或許我們并不能找到什么創(chuàng)造性的真理，或許這樣簡單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)也并不十分規(guī)范， 但是，在努力探索的過程中，收獲的，也不僅僅是經(jīng)驗(yàn)。燃糖成蛇的操作過程是有趣而興奮的，我們參與其中，觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果時的驚喜感， 是真的體驗(yàn)到科學(xué)神奇的力量并為之驚嘆的，是真的