二氧化硫氧化性、還原性實驗教學(xué)環(huán)保改進方法

曹楊

中學(xué)化學(xué)對于二氧化硫性質(zhì)的教學(xué)是十分重要的，中考試題中對于這部分內(nèi)容的考查也占據(jù)很大的比例.因其具有污染空氣的特點，對于二氧化硫氧化性、還原性性質(zhì)的研究實驗基本上都是試管實驗，不能充分地反映它全面的性質(zhì).為了使學(xué)生對二氧化硫性質(zhì)能夠深刻理解，并且培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要對實驗裝置進行改進，創(chuàng)設(shè)綠色微型化學(xué)實驗，使教學(xué)更加有效，同時保護環(huán)境.

一、二氧化硫的氧化性、還原性的內(nèi)涵

二氧化硫是常見的硫氧化物，無色氣體，具有強烈的刺激性氣味.由于煤和石油中通常都有硫化合物，燃燒時會生成二氧化硫.當(dāng)其溶于水時，會形成亞硫酸，若將它進一步氧化，就會在催化劑的存在下生成硫酸.其氧化性、還原性的具體體現(xiàn)：硫化氫可以燃燒生成二氧化硫；二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸；二氧化硫還可以與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，它可以使品紅溶液褪色，加熱后顏色又會還原.

二、教材中實驗的不足

1.實驗中存在不安全因素.由于二氧化硫特殊的化學(xué)性質(zhì)，在進行探究其氧化性、還原性的實驗時，產(chǎn)生的新物質(zhì)很多也具有易燃燒的性質(zhì)，對于師生健康存在著威脅.

2.實驗裝置過于復(fù)雜.在研究它的氧化性、還原性實驗時，通常都要用到較為龐大的實驗裝置，而課堂教學(xué)時間只有短短的45分鐘，在上課前安裝調(diào)試好這些裝置需要浪費很多的時間，因此對于實驗的裝置要進行改進.

3.實驗藥品需改善.對于二氧化硫的制取，有多種實驗藥品的選擇：利用雙氧水和二氧化錳制取、采用亞硫酸鈉固體和濃硫酸溶液制取以及利用銅和濃硫酸反應(yīng)進行實驗，但最終實驗室中采取了利用亞硫酸鈉和濃硫酸液反應(yīng)制取二氧化硫.通過另外兩種方法，雖然可以制取到二氧化硫，但是會產(chǎn)生大量的環(huán)境污染和易燃易爆的物質(zhì).

4.沒有貫徹環(huán)保意識.例如，在進行銅和濃硫酸制取二氧化硫的實驗中，由于采用的是開放的裝置，二氧化硫容易泄露，不僅危害師生健康，還會影響環(huán)境清潔.但學(xué)校封閉裝置不足，而且現(xiàn)實教學(xué)中教師往往不會使用封閉裝置，沒有將環(huán)保意識帶進高中化學(xué)教學(xué)中.

三、實驗具體改進方法

現(xiàn)以二氧化硫的制取實驗為例，介紹具體的改進措施.

1.使實驗現(xiàn)象更加明顯.在設(shè)計實驗裝置時，采用止水夾與三通管進行巧妙的配合.首先打開止水夾，下方的液體會對二氧化硫氣體產(chǎn)生阻力，使二氧化硫氣體很難進入氯化鋇溶液中，這種情況集氣瓶中會進入大量的氣體，氣體經(jīng)過集氣瓶進入氣球，這時候會發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象，如果試紙周圍有足夠的二氧化硫氣體，試紙很快就會變顏色，這種現(xiàn)象非常明顯，但是如果關(guān)閉了止水夾，氣體就只能通過三通管的另外一端，使二氧化硫氣體能夠進入到液體之中.

2.要克服關(guān)閉止水夾，促使壓強增大，導(dǎo)致氣體無路可走的問題.采用開口的長玻璃導(dǎo)管，這時它可以向溶液中引入雙氧水和稀鹽酸的作用，緩解了容器壓強過大的安全問題.

3.由于受“二氧化碳通入氯化鋇溶液不會產(chǎn)生白色沉淀”慣性思維的影響，類比到二氧化硫的性質(zhì)也應(yīng)當(dāng)如此.剛開始設(shè)計實驗時，將分液漏斗下面的小試劑瓶口設(shè)計成敞口的裝置，沒有用苯進行封液，利用生成的二氧化硫不使氯化鋇溶液變渾濁，然后滴入雙氧水證明亞硫酸鈉既是弱酸，又具有較強還原性.在具體實驗中，可以做如下改進：（1）用蒸餾水經(jīng)過煮沸、冷卻步驟新制氯化鋇溶液，裝入集氣瓶中待用.（2）滴加少量的苯，使氯化鋇溶劑與空氣隔絕，反應(yīng)在密閉的空間中進行，使反應(yīng)結(jié)果較為精準(zhǔn).（3）先讓二氧化硫氣體與品紅試紙、pH試紙反應(yīng)，借用二氧化硫氣體驅(qū)趕殘留在小試管中的空氣，減少了二氧化硫氣體通入氯化鋇溶液而被氧化的可能性.（4）實驗時，將二氧化硫氣體直接通入氯化鋇溶液中，不僅減少空氣的進入，使實驗結(jié)果更加精準(zhǔn)，而且沉淀不再產(chǎn)生.

總之，實驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著重要地位，實驗的改進，會使化學(xué)教學(xué)進一步拓展和深化，可以有效地提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.