■墨 ‘‘ 黑面包＂实验产物的进一步研究 易富饶 阳志高 侯志宏 隆坤明 （宁乡县第一高级中学，湖南宁乡摘 要：本文在探索“黑面包”实验产物对酯化反应催化 性能的基础上，研究了以蔗糖，淀粉，葡萄糖为原料的“黑面 包”实验产物所含酸量情况．并时蔗糖实验产物进行了红外光 谱分析，确定了活性官能团一ＳＯ Ｈ的存在。 关键词：黑面包 酸量 红外光谱 前言 湖南师范大学化学化＿厂学院尹笃林教授科研课题组在其 一４１０６６０） 物质固体磺酸性能的过程中．结合中学化学教学实际，对“黑 面包”实验产物可能存在的催化性能指导学生实验做了相关 的探究，并将研究结果发表在《化学教与学》杂志２０１１年第１期 上Ⅲ；为了进一步增加研究结果的可信度，培养学生务实、客 观、公正的科研态度：指导学生对“黑面包”实验产物进行红外 光谱分析，以验证Ｃ—Ｓ键，以及一Ｓ０ Ｈ的存在。同时，通过扩大 、“黑面包”实验的原料来源，采用葡萄糖，淀粉等替代蔗糖，培 养了学生的发散思维能力。 二 实验部分 １．实验准备 国家自然科学基金项目《生物质固体炭磺酸的制备》 】中，详 细介绍了各种生物质炭磺酸的制备方法，催化原理，催化性 能，社会能源效益等，我曾为该课题组的一员，在深入研究生 利用先进的教学设施和实训设备．实现专业理论知识传授和 实践操作技能训练的统一 解决理论教学和实践教学脱节问 题，减少理论课之间及理论与实操课之间知识的重复．增强教 学直观性，充分体现学生主体参与作用，也体现了职业教育的 本质特征。 （２）符合学生心智发展的要求。 实验药品：浓硫酸（ＡＲ），饱和氯化钠溶液，蒸馏水，０．１０００ｍｏｌ／ 传统的讲授式教学．整堂课抽象的理论讲解较多，只有少 数能力较强的同学勉强接受．而大部分学生不知所以然，或似 懂非懂，教学效果极差。因此，我们应该根据学生的现状，调换 教学方法，顺其自然地从抽象理论教学转变为形象思维教学 中来，多给学生自己动手操作的机会，使学生从枯燥乏味的理 论中解脱出来，获取需要的技术能力 （３）手脑并用．调动学生学习积极性。 在一体化教室上课．教师可以在讲授基本理论的同时，通 过实验＝手段演示其工作原理，然后再让学生通过实际操作吸 收消化．促进理论知识与实践教学融合。 （４ 要我学”与“我要学”。 应实施理论、实验一体化教学为学生提供了一个充分展 础，学习更深和更广的知识就很容易了。化工分析理论与实验 教学一体化，则理论知识就能很好地指导实验教学了，即充分 发挥了理论的指导作用，而实验教学也能在正确的理论指导 下得以发挥其重要作用了，即注重了对学生智力的开发及实 践能力的培养，这样便全面地提高了教学质量。 二、化工分析理论与实验教学一体化的实现 １．转变学生固有的重理论轻实验的观念 在化工分析中，实验教学和理论教学具有同等的重要地 位，是相辅相成的关系，而加强实验教学与理论的一体化，对 学生能力的培养，综合素质的提高，有着举足轻重的作用。因 此要提高化工分析的教学质量．必须要转变学生的重理论轻 实验的观念。 现自我的平台。在教学中应充分引导学生主动参与，激发他们 的主观能动性，在课堂中给他们充分的时间思考和训练，实现 学生的自主学习。教师在教学实践中．还可采用学生自主提问 的教学方法，以学生质疑为切人点，以学生合作解决问题贯穿 整个教学过程。 理沦与实践一体化教学是职业教育发展的必然趋势和关 键所在，通过理论与实践一体化教学，使人才培养向技术应用 型方向转变，学中练练中学极大地激发了学生学习的积极性。 ３．化工分析理论与实验教学一体化符合我国当前教育体 制改革的要求 如何转变学生的观念呢？ （１）无论１３常生活中还是化学发展的历史中，我们都可清楚 地看到化学定律、定义的建立，新元素的发现，现代化建设过程 中需要的，只要有与化学有关的领域，化工分析无不起重要作 用。学生明白了这些，就会从心里重视化工分析实验。 （２）通过具体实例，引导学生认识到做实验是学好理论的 前提。如《双氧水中Ｈ，０ 含量的测定》，重点是掌握如何通过氧 化还原滴定的基本原理．通过ＫＭｎＯ￣为自身指示剂来实现Ｈ，Ｏ， 含量的测定。这些内容的掌握，若是靠看书本硬记，只能是费力 大，收获小，但若是通过实验，将会事半功倍。 综上所述，学生对实验的重要性及理论与实验教学结合 体化的必要性有了充分的认识。这样，理论与实验教学一体 一化就不难实现了。 ２．化工分析教学中技术的应用和多媒体上教学资源的 使用 目前，教育体制改革要求提高教学质量，向素质教育的方 向转变．．实施素质教育的渠道是多方面的，而课堂教学则是主 要的渠道，将化工分析理论教学与实验教学一体化，便于充分 地开发与使用教学资源．有利于化工分析课程教学整体水平 的提高．有利于引导学生主动学习符合我国当前教育体制改 革的要求。 例如：化Ｉ：分析教学中的理论与实验教学一体化．利用生 动有趣的多媒体投影．激发了学生学习理论知识与实验操作 技能的兴趣，发挥学生的主观能动性，使学生由以前的灌输式 学习，即“被动学习”变成现在的主动要求学习。理论与实验教 学一体化运用在课堂教学中。因此既有理论讲解例如画面中 结合的解说词，又有具体的实验操作即实验教学，这样做就很 好地落实了基础知识、基本技能的学习，学生具有扎实的基 １８０ 鉴于上述关于化工分析教学的现状的分析，我认为在化 工分析教学中采取引入课件的手段，可实现化工分析理论教 学与实验教学一体化。例如，我部教师与计算机部教师合作完 成了课件（（７２１分光光度计的使用》，将７２１分光光度计的图片 和使用以Ｆｌａｓｈ的形式表现出来，结合７２１分光光度计的实物进 行教学，直观、形象，更利于学生的掌握。 因此，在化工分析教学中，坚持理论与实验教学一体化， 不仅提高了化工分析教学的质量，保证了技能操作训练与专 业理论相对应，紧密衔接，而且实现了两者相互促进的目的， 体现了新课改重视学生参与实践的需求，激发了学生的学习 兴趣和积极性，培养了学生的综合技能和职业素质，更使学生 具有科学工作者应具有的优良品质、素质，真正成为跨世纪的 优秀人才。 墨ＦｅＣＩ３溶液与Ｎａ２Ｓ 悄薛梅 （攀枝花市第九中学，四川攀枝花摘要：ＦｅＣ１３溶液与Ｎａ２Ｓ溶液反应的产物与滴加顺序有 ６１７０２６） 离子．因此会发生氧化还原反应，发生的反应的离子方程式 关，都能发生氧化还原反应和双水解反应，主要产物是什么取 决于量的多少．在不同情况下二者反应的主要产物不同。 关键词：ＦｅＣ１３Ｎａ２相互反应 滴加顺序 产物研究 我们在旧人教版第三册学习离子反应的本质时，遇到了 ＦｅＣＩ 溶液与Ｎａ，Ｓ溶液的反应，由于已经学习了氧化还原反应 和双水解反应．学生对于产物是什么有着不同的意见：有人认 为Ｆｅ 具有相当强的氧化性，可以氧化Ｉ一、ｓ 一等还原性较强的 Ｌ标准ＮａＯＨ溶液，酚酞，ＢａＣ１，溶液，蔗糖，淀粉，葡萄糖。 为：２Ｆｅ ＋ｓ ＝２Ｆｅ一＋ｓ ｌ，产物是ＦｅＳ和ｓ；而有人认为ＦｅＣ１ 水 解呈酸性，Ｎａ１Ｓ水解呈碱性，又由于Ｆｅ（ＯＨ） 的溶解度很小、Ｈ， Ｓ是气体，因此要发生双水解反应，也可以写出它们相互反应 的离子方程式是：Ｆｅ ＋３Ｓ。＋６Ｈ，Ｏ＝２Ｆｅ（ＯＨ） 』＋３Ｈ Ｓ Ｔ，产物 ￣Ｆｅ（ＯＨ）３和Ｈ Ｓ。 那么三氧化铁与硫化钠在溶液中究竟是怎样反应的呢？ 同学们争执不下，最终决定通过实验来验证。于是设计了以下 研究结果一致 ］。 ２．不同原料“黑面包”实验产物酸量的测定 表１ 不同原料“黑面包”实验产物酸量的测定结果 实验仪器：电子天平，红外光谱仪，碱式滴定管（５０ｍ１）；移 液管（１０ｍ１）；锥形瓶；容量瓶（２５０ｍ１）；圆底烧瓶；电加热仪；漏 斗：电子天平。 ２．实验步骤 （１）不同原料“黑面包”实验产物的制备及后处理：“黑面 包”实验按照人教版化学必修１ ＰＩＯ１页图４—３１所示流程进行， 后处理过程按照徐琼，阳志高［５－７］等人的方法进行：用去离子 水反复洗涤直到洗涤液中检测不到硫酸根离子，将黑色产品 装入圆底烧瓶中，接上回流管，加热回流ｌＯｈ，中间过程需不停 换水，确保产品中不存在游离的硫酸。１００℃下干燥１２ｈ，备用。 所有原料均采用同一种方法进行制备和处理，以保证实验数 据得可比性，同时能培养学生严谨求实的科学态度。 （２）“黑面包”实验产物酸量的测定：准确一定质量不同原料 的产品，记为ｍｇ，加入１５．００ｍｌ饱和氯化钠溶液，静置２ｈ，待离子交 换完成后，过滤，洗涤，除掉固体；往滤液中滴加几滴酚酞溶液， 用０．１Ｏ００ｍｏｌ／Ｌ标准ＮａＯＨ溶液滴定，消耗ＮａＯＨ体积记为Ｖｍｌ。 ｎ １Ｖ 从表１中可以看出，采用蔗糖，葡萄糖作为原料进行“黑面 包”实验得到的产物所含酸量较高，而淀粉具有的聚合结构可 能对磺化过程不利，产物所含酸量相对较低；结合前一阶段的 研究，可以推出以葡萄糖和淀粉为原料的实验产物对乙酸乙 酯的合成实验同样具有良好的催化性能［４］。 四．结语 “黑面包”实验产物酸量＝ ｍ ｍｍｏｌ，ｇ （３）利用红外光谱测定“黑面包”实验产物有效官能团。 三、结果与讨论 １．以蔗糖为原料的“黑面包”实验产物的红外光谱分析 通过一系列实验及数据分析，加强了对学生发散思维能 力的培养；通过对不同原料的实验分析，帮助他们理解不同事 物内部存在广泛联系的朴素唯物主义思想；通过对比实验，把 科学研究的方法性、严谨性表现在他们眼前；从实验数据上看， 所做的各个实验都取得了很大的成功，取得了理想的结果，学 生反应良好。 参考文献： ［１］尹笃林，徐琼，毛丽秋等．中国发明专利［Ｐｊ＿ＺＬ２００６ １ ００３２１８７．９． ［２］阳志高，张峰，徐琼，尹笃林．竹炭基磺酸无溶剂催化 合成查尔酮及其衍生物．有机化学，２００７，２７增刊：３３５． 量 些 量 ＿＝ ［３］Ｚｈｉｇａｏ Ｙａｎｇ，Ｑｉｏｎｇ Ｘｕ，Ｄｕｌｉｎ Ｙｉｎ．Ｔｈｒｅｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｍａｎｎｉｃｈ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｓｕｃｒｏｓｅ ｃｈａｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ． ９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．２００８， １３６． 嚣 ［４］阳志高，易富饶，隆坤明，聂忠平，尹笃林．“黑面包”实 验废弃物催化乙酸乙酯合成的探究［Ｊ］．化学教与学，２０１１，ｌ： ７２—７３． 图１ 蔗糖（ａ）与“黑面包”实验产物（ｂ）的红外光谱图 红外光谱是表征物质表面活性光能团的一种有效手段， 图１为蔗糖（ａ）、“黑面包”实验产物（ｂ）的红外光谱图；与原材 料相比，“黑面包”实验产物的红外光谱图出现出现了一些新 ［５］左传鹏，阳志高，尹笃林等．应用化学［Ｊ］．２０１０，２７（２）： ２３７—２３９． ［６］Ｑｉｏｎｇ，ｘ．，Ｙ．Ｚｈｉｇａｏ，Ｙ．Ｄｕｌｉｎ．Ｏｎｅ—ｐｏｔ ｔｈｒｅｅ—ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｍａｎｎｉｃｈ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｓｕｃｒｏｓｅ ｃｈａｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ ｆＪ］． Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．２００９． 的特征峰，ｌ１９８ ｃｍ 和１０３０ ｃｍ 为Ｓ＝Ｏ伸缩振动特征峰，６４０ ｃｍ 为Ｃ—Ｓ伸缩振动特征峰。Ｃ—Ｓ键伸缩振动特征峰的出现表 明磺酸基团在活性位上接人成功；结果与尹笃林教授课题组 ［７］Ｑｉｏｎｇ，Ｘ．，Ｙ．Ｚｈｉｇａｏ，Ｙ．Ｄｕｌｉｎ，Ｚｈ．Ｆｅｎｇ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｃｈａｌｃｏｎｅｓ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｂｙ ａ ｎｏｖｅｌ ｓｏｌｉｄ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ ｆｒｏｍ ｂａｍｂｏｏ ［Ｊ］．Ｃａｔａ１．Ｃｏｍｍｕｎ．２００８，９：１５７９—１５８２． １８１
