二氧化硫的性質(zhì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

王嵐

摘 要：在高中化學(xué)教學(xué)中利用白色點(diǎn)滴板和玻璃密封罐進(jìn)行二氧化硫的所有性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，能同時(shí)驗(yàn)證二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性和還原性，同時(shí)能及時(shí)用氫氧化鈉溶液吸收過量的二氧化硫，防止尾氣污染，實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)保、安全、快捷、現(xiàn)象明顯、便于操作，極大地滿足了教師演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的要求，同時(shí)符合化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)中提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新意識(shí)的要求，值得中學(xué)教學(xué)推廣。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)改進(jìn);綠色化

江蘇省中小學(xué)教研室近期在徐州市舉辦了“第六屆中學(xué)化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)調(diào)研暨實(shí)驗(yàn)觀摩活動(dòng)”， 此次活動(dòng)展示了近幾年實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的成果，并進(jìn)一步探索中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的方向，筆者細(xì)細(xì)品味和深入探究后，對(duì)目前高中常見的二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)。

一、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)意來源

很多中學(xué)由于受教育條件的限制，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)的書本為主，同時(shí)很多實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中受到條件限制，有的現(xiàn)象不明顯，所以我們需要對(duì)很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，今天我們所要講的二氧化硫氣體是高一化學(xué)必修1教學(xué)中最為重要的氣體之一，其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是需要學(xué)生重點(diǎn)掌握的內(nèi)容。二氧化硫的毒性很大，有刺激性氣味。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置若要同時(shí)進(jìn)行二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性和還原性的實(shí)驗(yàn)，必須事先制備足量的二氧化硫氣體，學(xué)生若進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)有很多不方便的地方，有時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯，不快捷，不符合綠色化學(xué)的思想。 針對(duì)以上幾個(gè)方面的問題，我對(duì)二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了微型化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣不僅能隨時(shí)制取二氧化硫氣體，同時(shí)能驗(yàn)證高中化學(xué)需要掌握的二氧化硫氣體所有的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)儀器非常容易找到，并且實(shí)驗(yàn)過程環(huán)保、安全、快捷、現(xiàn)象明顯，便于操作，極大地滿足了教師演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的要求，值得在中學(xué)推廣。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品

化學(xué)試劑：Na2SO3固體、70%濃硫酸 、紫色石蕊試液、NaOH溶液、酚酞、碘水（性質(zhì)類似氯水）、品紅溶液、Na2S溶液、稀HCl、棉花。

化學(xué)儀器：白色點(diǎn)滴板、玻璃密封罐（小號(hào)）、2支針管（1支1mL，1支5 mL，因?yàn)閷?shí)際所用量不多，小劑量就足夠使用）。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理

二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性和還原性。

四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置

五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

第一步，我們將白色點(diǎn)滴板放在玻璃密封罐中（這個(gè)玻璃密封罐在超市買最小號(hào)的就可以了，因?yàn)檫@是微型化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)），在點(diǎn)滴板的6個(gè)凹槽中滴加適量試劑，為了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象明顯，可按照上述實(shí)驗(yàn)示意圖（詳見圖4）。在白色點(diǎn)滴板中間的凹槽中放少量Na2SO3固體，周圍5個(gè)凹槽中依次滴加紫色石蕊試液、滴加酚酞的NaOH溶液、碘水或溴水（建議用碘水，溴水氣味較大）、品紅溶液、Na2S溶液（經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)所用試劑各滴入2滴溶液為宜，酚酞只需1滴即可，Na2SO3固體只需取半藥匙，這樣效果明顯、反應(yīng)速度也快）。

第二步，在1 mL針管中吸取適量70%濃硫酸，用5 mL針管吸取適量NaOH溶液，將盛放濃硫酸的針管置于密封罐的透明塑料蓋上，要固定在放Na2SO3固體的凹槽上方，而盛放NaOH溶液的針管置于透明塑料蓋的邊角上（如圖2所示）。

第三步，試劑與藥品裝好后，用膠頭滴管在Na2S溶液中迅速滴加2滴稀HCl，及時(shí)蓋上密封蓋，再將70%濃硫酸迅速滴加在Na2SO3固體上，注意觀察現(xiàn)象，同學(xué)之間可以互相配合。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行最多半分鐘后，就能觀察到這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紫色石蕊溶液變紅、滴有酚酞的NaOH溶液褪色、碘水褪色、品紅溶液褪色、Na2S溶液中有淡黃色的渾濁出現(xiàn)，這分別體現(xiàn)了二氧化硫水溶液的酸性、氧化性、還原性和漂白性。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯后，再將另一支針管中的NaOH溶液滴入容器中，輕輕搖晃玻璃密封罐，加速對(duì)二氧化硫氣體的吸收，這樣進(jìn)行尾氣處理，防止二氧化硫氣體污染。

六、設(shè)計(jì)特色

用筆者設(shè)計(jì)的密封性裝置來進(jìn)行二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，能同時(shí)驗(yàn)證二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性和還原性，并且能在密封條件下及時(shí)用氫氧化鈉溶液吸收過量的二氧化硫，防止二氧化硫氣體污染，實(shí)驗(yàn)環(huán)保、安全、快捷、現(xiàn)象明顯，極大地滿足了教師演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的要求。所有化學(xué)反應(yīng)物的用量大大減少，有利于環(huán)境保護(hù);實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)過程簡單、快捷;能同時(shí)進(jìn)行二氧化硫的所有性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想。當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)過程中我們還可以將紫色石蕊溶液改成酸性KMnO4溶液，用來證明二氧化硫氣體的還原性，效果一樣明顯快捷。

同時(shí)經(jīng)過這樣的化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，能大大激發(fā)學(xué)生和教師參與實(shí)驗(yàn)的熱情，為了達(dá)到最好的實(shí)驗(yàn)效果，學(xué)生查資料，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，尋找最佳的實(shí)驗(yàn)條件，充分培養(yǎng)了學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，同時(shí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)意義

化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新要立足于教科書又要超越教科書，化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能吸引學(xué)生積極參加，在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟的創(chuàng)新設(shè)計(jì)到得到最佳的實(shí)驗(yàn)效果，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，加深對(duì)科學(xué)的理解。以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為基礎(chǔ)的科學(xué)探究是真實(shí)促進(jìn)學(xué)生深刻理解、發(fā)散思維的學(xué)習(xí)過程，也是為了學(xué)生發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。所以化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新有利于學(xué)生的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生深度理解并發(fā)散思維，這也是目前學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)所提倡的。

我們教師需要不斷引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)提供足夠的平臺(tái)讓學(xué)生的能力得以展開，那么，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力必將在高中階段得到提高，并最終形成能夠適應(yīng)終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

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