黑面包实验具体步骤
黑面包实验，又称“蔗糖脱水实验”，是一个经典的化学演示实验，形象展示了浓硫酸的脱水性和氧化性。其实验步骤如下：首先，准备一个500毫升的大烧杯，在烧杯底部放入约50克蔗糖。然后，向蔗糖中加入少量水，使其略微湿润。接着，用量筒量取约20毫升的浓硫酸，缓慢地倒入蔗糖中，并用玻璃棒迅速搅拌。很快，混合物会开始变黑、膨胀，并像“黑面包”一样从烧杯中迅速隆起，同时释放出大量热和刺激性气味的气体。实验应在通风橱内进行，操作者需佩戴护目镜和手套，注意安全。
反应原理与化学方程式
该实验的反应原理主要基于浓硫酸的两大特性：脱水性和氧化性。首先，浓硫酸作为脱水剂，将蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁）分子中的氢和氧按水的比例（2:1）脱去，留下黑色的碳，这是混合物变黑的主要原因。随后，浓硫酸作为氧化剂，与生成的碳以及反应过程中产生的部分碳发生氧化还原反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水。主要的化学方程式可概括为：C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O（脱水反应）。生成的碳进一步与浓硫酸反应：C + 2H₂SO₄(浓) → CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O（氧化还原反应）。反应中释放的二氧化碳和二氧化硫气体使混合物膨胀成多孔海绵状的“黑面包”，而二氧化硫的刺激性气味也在此过程中产生。
实验现象与安全注意
实验现象极为明显：蔗糖迅速碳化变黑，体积急剧膨胀为疏松多孔的柱状物，同时伴有大量热蒸汽和刺激性气体冒出。这个实验生动地验证了浓硫酸的强脱水性和氧化性。必须强调的是，浓硫酸具有极强的腐蚀性，实验存在烫伤和吸入有害气体的风险。因此，务必在专业教师指导下，于通风良好的环境或通风橱内进行，并做好个人防护。实验后残留物应妥善处理，切勿直接触碰。