实验室里的“黑面包”

作者：徐海 公明

来源：《发明与创新·高中生》2021年第11期

今天我们所讲的黑面包，并不是网红店里的美食哦！

“黑面包”实验是一个非常经典的浓硫酸脱水性实验，这个实验的视觉冲击感非常强，可以引发我们对实验背后原理的探寻与思考。不过，本实验有较大的危险性，实验过程中还会产生有害气体，所以该实验一定要在通风橱中操作，并在专业人士的指导和陪同下进行！ 在严格遵守实验室安全守则的情况下，我们一同来探寻“黑面包”背后的科学原理吧！ 魔术材料

白砂糖、浓硫酸、烧杯、玻璃棒、不锈钢盆、清水、胶头滴管、碳酸氢钠（小苏打）。 魔术步骤

1.在专业人士的陪同和指导下，戴好防护手套和护目镜，在通风橱中小心地将100g白砂糖倒入烧杯，并在不锈钢盆中倒入少量碳酸氢钠溶液（用于保护），再将烧杯放入不锈钢盆中。

2.用胶头滴管往白砂糖中滴入少量清水。

3.在通風橱中，用玻璃棒引流，小心地往烧杯中倒入少量浓硫酸。

4.可以观察到白砂糖出现白色→黄色→棕色→黑色的颜色变化，伴随着“黑面包”的生成，还有大量刺激性气体产生。

5.实验结束时，产生的“黑面包”体积较大，我们可以用碳酸氢钠（小苏打）溶液来处理实验废料，一定要注意安全哦！ “徐”徐道来

脱水性是浓硫酸非常典型的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，此过程中生成了新的物质。在反应时，浓硫酸会按水分子中氢氧原子数比（2∶1）来夺取被脱水物中的氢原子和氧原子，最后只剩下碳元素，此过程又被称为脱水碳化。

滴加清水的目的是使得浓硫酸在溶于水时放出大量的热，以促进反应的进一步进行。本反应过程分为两步，第一步是蔗糖（C12H22O11）在浓硫酸的作用下脱水，生成碳和水（实验后蔗糖会变黑，黑的部分就是碳颗粒），反应方程式如下。 C12H22O11 12C+11H2O

第二步，脱水反应产生的大量热让浓硫酸和碳进一步发生反应，此反应会产生二氧化硫，故实验一定要在通风良好的情况下进行。其反应方程式如下。 C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O

因为产生了大量气体，再加上放出了大量的热，“黑面包”多孔且不断膨胀，就出现了颇具视觉冲击力的实验效果。

此外，我们在实验室里利用浓硫酸的脱水性，还能进行一些经典的有机反应。如乙烯的实验室制法（浓硫酸作催化剂，脱水剂），其反应方程式为： CH3CH2OH H2O+CH2=CH2↑