河北省隆化县第一中学 白红源

家庭厨房中的“柴米油盐酱醋糖”等都是化学物质。其中的白糖与红糖，主要成分都是蔗糖。红糖是直接从植物中提炼出来的最粗糙的糖类，是白糖的前身。白糖是由红糖提炼加工而成的，在提炼过程中，去除了色泽和杂物，变得洁白纯净了。当然，这同时也丢弃了红糖中一些丰富的营养素。

【提出问题】活性炭具有较强的吸附性，可以吸附色素和异味。那么，能不能用活性炭吸附红糖中的有色物质，最终得到白糖呢？

【实验步骤与现象】1.溶解：用托盘天平称取10 g红糖，放在一个干净的小烧杯中，然后向小烧杯中加入45 mL热的蒸馏水，并不断用玻璃棒搅拌，使其全部溶解。

2.吸附：向上述烧杯中加入1 g活性炭，并不断搅拌，得到悬浊液。

3.过滤：趁热过滤步骤2得到的悬浊液，观察滤液的颜色。如果滤液仍有颜色，可向滤液中再加入适量的活性炭，充分搅拌后过滤，直至滤液为无色为止。

4.结晶：将步骤3得到的无色滤液转移到小烧杯里，在热水浴中蒸发浓缩。当溶液体积减少到大约10 mL左右时，停止加热。从水浴中取出烧杯，自然冷却，直至晶体析出。

【实验过程解释】红糖的主要成分是蔗糖，蔗糖的溶解度随着温度的升高而增大。步骤1中用热蒸馏水的目的是增大蔗糖的溶解度，同时加速红糖的溶解，从而得到蔗糖的浓溶液。

活性炭具有疏松多孔的结构，因而它具有吸附能力，可以吸附色素和异味。但活性炭不溶于水，步骤3中通过过滤，可得到活性炭滤渣和无色滤液。再利用蒸发结晶得到晶体，即为白糖。

【提出问题】步骤4中为什么当溶液体积减少到大约为原体积的四分之一时停止加热而自然冷却呢？蔗糖是由哪些元素组成的呢？

【做出猜想】生活中，我们偶尔会看到蔗糖在锅里加热时间过长会变成黑色，这就是步骤4中不能一直加热的原因。根据蔗糖加热时间过长会变成黑色推测，蔗糖中可能含有碳元素，或许还有氢元素等。

【设计与进行实验】实验1：取适量上述实验制得的白糖于燃烧匙中，并掺入少量烟灰（催化作用），在酒精灯上加热至蔗糖被点燃。然后分别将干燥的玻璃片和蘸有澄清石灰水的玻璃片置于蔗糖火焰上方，观察现象。

实验2：取少量白糖放在一密闭的硬质玻璃管中加强热，观察现象。

【实验现象及解释】实验1中观察到的现象为：干燥玻璃片上出现水珠，澄清石灰水变浑浊。这证明蔗糖燃烧后有水和二氧化碳生成。根据化学反应前后元素种类不变，可知蔗糖中含有氢元素和碳元素。

实验2中观察到的现象为：玻璃管底部出现黑色物质，玻璃管内壁上出现水珠。这证明蔗糖加强热有水生成，即蔗糖中含有氢元素。

将玻璃管冷却至室温后，持续通入氧气，将空气排尽，然后对准黑色物质继续加热，黑色物质减少，生成的气体可以使澄清石灰水变浑浊。这证明黑色物质是炭黑粉末，即蔗糖中含有碳元素。

【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。