對(duì)初中化學(xué)硫及二氧化硫系列實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)’

張娜 李德前

摘要：對(duì)初中化學(xué)教科書(shū)上“檢驗(yàn)二氧化硫”、“模擬酸雨”等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了組合設(shè)計(jì)，改進(jìn)了原實(shí)驗(yàn)的一些不足，提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性、安全性、簡(jiǎn)約性、實(shí)踐性和思維性，因此增強(qiáng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);檢驗(yàn)二氧化硫?qū)嶒?yàn);模擬酸雨實(shí)驗(yàn);改進(jìn)

文章編號(hào)：1008-0546（2018）10-0094-02 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 silm標(biāo)識(shí)碼：B

2012年出版的滬教版《義務(wù)教育教科書(shū)·化學(xué)》九年級(jí)下冊(cè)第9章第3節(jié)依次編排了檢驗(yàn)二氧化硫、硫燃燒、二氧化硫溶于水、熟石灰中和模擬酸雨等系列實(shí)驗(yàn)川，筆者在教學(xué)中對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了融合與改進(jìn)。

一、課本實(shí)驗(yàn)的不足之處

首先，教科書(shū)在108頁(yè)“觀察與思考”欄目安排了“檢驗(yàn)二氧化硫”實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖1），該實(shí)驗(yàn)裝置不是密閉的，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程中二氧化硫氣體會(huì)逸出燒杯，在一定程度上污染了空氣;并且上述操作產(chǎn)生的二氧化硫氣體不多，能接觸到高錳酸鉀溶液的二氧化硫更少，因而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯。

隨后，教科書(shū)在第110頁(yè)“活動(dòng)與探究‘欄目中，又安排了模擬酸雨實(shí)驗(yàn)，分別由“硫燃燒”、“二氧化硫與水作用”、“檢驗(yàn)二氧化硫水溶液的酸堿度”、“熟石灰中和酸溶液”等系列實(shí)驗(yàn)組成。由于該實(shí)驗(yàn)體系是開(kāi)放的，硫粉燃燒實(shí)驗(yàn)污染了環(huán)境，而且上述設(shè)計(jì)也沒(méi)有體現(xiàn)二氧化硫及酸雨的危害。

另外，上述兩個(gè)欄目的實(shí)驗(yàn)兩次產(chǎn)生（制取）二氧化硫氣體，既不簡(jiǎn)約，又污染環(huán)境。

二、對(duì)硫、二氧化硫系列實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

筆者采用“缺點(diǎn)列舉法”和“替換法”[2]，對(duì)硫、二氧化硫系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了成功的改進(jìn)。

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)所需用品

主要有500mL三口燒瓶（含有配套的3個(gè)橡皮塞）、筆形低壓電烙鐵、燃燒匙、小試管、小氣球、紅花、綠葉，硫粉、高錳酸鉀稀溶液、蒸餾水、紫色石蕊試掖、氫氧化鈣溶液等。

2.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2（夾持裝置略）。

3.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作

（1）取一個(gè)與500mL三口燒瓶的右側(cè)口配套的單孔橡皮塞，在單孔橡皮塞中插入長(zhǎng)約6cm的細(xì)導(dǎo)管;在細(xì)導(dǎo)管的下端用線系上一片新鮮的綠葉，在細(xì)導(dǎo)管的上端系上一個(gè)小氣球（用來(lái)緩沖三口燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變化）。

（2）取一個(gè)與三口燒瓶中間口配套的雙孔橡皮塞，在粗孔中插入筆形低壓電烙鐵，細(xì)孔中插入燃燒匙（匙內(nèi)放有少許硫粉），并使電烙鐵的發(fā)熱端剛好接觸到硫粉。

（3）取一個(gè)與三口燒瓶左側(cè)口配套的橡皮塞，在橡皮塞反面固定兩根線，一根線系一朵紅花，另一根線系在小試管的管口上（小試管內(nèi)盛有3～5mL的高錳酸鉀稀溶液）。

（4）按圖2連好整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，檢驗(yàn)該裝置的氣密性，即：用酒精燈外焰微熱三口燒瓶底部，若小氣球微微膨脹，則說(shuō)明裝置氣密性良好。

（5）拔掉三口燒瓶中間口上的橡皮塞，用向上排空氣法在三口燒瓶中集滿氧氣，再向三口燒瓶中注人大約35～45mL的蒸餾水（其中滴有適量的石蕊試液），然后再次按圖2連好整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。

（6）將電烙鐵接通電源，大約2分鐘硫粉被引燃，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，小氣球稍微膨脹;待硫粉燃燒結(jié)束，及時(shí)斷開(kāi)電烙鐵的電源。稍后可以觀察到，紅花、綠葉褪色且呈蔫狀，小試管中的高錳酸鉀溶液褪為肉色或無(wú)色，燒瓶底部滴有石蕊試液的蒸餾水變?yōu)闇\紅色。

（7）待三口燒瓶冷卻至室溫后，輕輕振蕩燒瓶，使其中的二氧化硫氣體被充分反應(yīng)或吸收，此時(shí)小氣球明顯變癟。

（8）拔掉三口燒瓶中間口上的橡皮塞，向燒瓶底部的紅色溶液中注人適量的石灰水，再輕輕振蕩，溶液紅色消失，變?yōu)樗{(lán)色或紫色。

（9）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理實(shí)驗(yàn)用品。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析

（1）三口燒瓶中充滿氧氣，因此硫粉在其中燃燒會(huì)產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰，有關(guān)的化學(xué)方程式是

（2）硫粉燃燒時(shí)氣球稍微膨脹，是因?yàn)榱蚍廴紵懦龃罅康臒?、電烙鐵通電也放熱，從而引起三口燒瓶中的氣體膨脹。反應(yīng)結(jié)束，三口燒瓶中的二氧化硫氣體被充分吸收，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，此時(shí)小氣球會(huì)變癟。

（3）新鮮的紅花、綠葉褪色，說(shuō)明二氧化硫氣體具有漂白性。另外，紅花、綠葉遇到二氧化硫氣體黯然失色并打蔫，還說(shuō)明二氧化硫氣體對(duì)植物的危害性很大[3]。

（4）小試管中的高錳酸鉀溶液褪色，是因?yàn)槎趸驓怏w具有還原性，它與高錳酸鉀溶液發(fā)生了較為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。由于該反應(yīng)的現(xiàn)象非常明顯，因此中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)二氧化硫氣體的存在。

（5）三口燒瓶底部滴有石蕊試液的蒸餾水變?yōu)榧t色，說(shuō)明二氧化硫溶于水生成了酸（主要反應(yīng)是SO₂+H₂O=H2SO₃）;并且由于空氣中氧氣的作用，H₂SO₃還會(huì)被氧化為H₂SO₄（主要反應(yīng)是2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄），使溶液的酸性進(jìn)一步增強(qiáng)。進(jìn)而說(shuō)明，二氧化硫氣體會(huì)形成酸雨。

（6）向淺紅色溶液中滴人氫氧化鈣溶液后，溶液紅色逐漸褪去，變?yōu)樽仙蛩{(lán)色，這說(shuō)明溶液中的酸已被氫氧化鈣完全中和[主要反應(yīng)是H₂SO₃+Ca（OH）₂=CaSO₃+2H₂O、H₂SO₄+Ca（OH）₂=CaSO₄+2H₂O。進(jìn)而說(shuō)明，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以用廉價(jià)的熟石灰來(lái)治理酸雨、改良酸性土壤。

三、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

（1）實(shí)驗(yàn)在密閉的三口燒瓶中進(jìn)行，杜絕了對(duì)環(huán)境的污染，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。

（2）在密閉容器里先后進(jìn)行硫燃燒、二氧化硫的性質(zhì)（漂白性、還原性、與水反應(yīng)等）、氫氧化鈣中和酸等系列實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)的流暢性、趣味性、直觀性、綜合性和思維性等。

（3）實(shí)驗(yàn)銜接了初高中化學(xué)教學(xué)，對(duì)二氧化硫的性質(zhì)進(jìn)行了深入的探究，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和創(chuàng)新精神。

（4）能夠豐富中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)

[1]中學(xué)化學(xué)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組.義務(wù)教育教科書(shū)·化學(xué)（九年級(jí)下冊(cè)）[M].上海：上海教育出版社，2015：108-111

[2]李德前.例談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的思維方法[J].化學(xué)教學(xué)，2013（3）：65-68

[3]李德前，李為才，張玲.初中化學(xué)教材中“酸雨模擬”探究實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].北學(xué)教育，2011（7）：58-59