二氧化硫性質(zhì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

王志丹

摘 要 二氧化硫是高中化學(xué)中重要物質(zhì)之一，性質(zhì)廣泛，學(xué)生學(xué)習(xí)其部分性質(zhì)內(nèi)容時(shí)易混淆。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，筆者設(shè)計(jì)了操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、環(huán)保的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)習(xí)二氧化硫的性質(zhì)。

關(guān)鍵詞 二氧化硫;性質(zhì);學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD711+.43，O361.2?????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1002-7661（2019）12-0174-01

二氧化硫是高中階段化學(xué)的一種重要物質(zhì)，其性質(zhì)廣泛，包括酸性氧化物、氧化性、漂白性、還原性。一般教師在講授該課時(shí)，采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)或者微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，而連續(xù)性實(shí)驗(yàn)要同時(shí)完成制備、多個(gè)性質(zhì)驗(yàn)證、尾氣處理等多個(gè)小實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生邊觀察、邊思考、邊學(xué)習(xí);微型實(shí)驗(yàn)試劑用量少、污染小，但不利于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以筆者設(shè)計(jì)了將二氧化硫溶于水制成水溶液進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，取得了很好的教學(xué)效果，設(shè)計(jì)如下。

一、實(shí)驗(yàn)用品

儀器：酒精燈、膠頭滴管、小試管若干

藥品：SO₂水溶液、紫色石蕊試液、Ba（OH）₂溶液（或者澄清石灰水）、稀鹽酸、品紅溶液、酸性KMnO₄溶液、碘水、淀粉混溶液、FeCl₃溶液、KSCN溶液、K₃[Fe（CN）₆]溶液、Na₂S溶液

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)

（一）物理性質(zhì)

指導(dǎo)學(xué)生觀察SO₂水溶液顏色，并打開(kāi)瓶塞扇聞?dòng)袩o(wú)氣味，體會(huì)SO₂的顏色、氣味及溶解性。

（二）酸性氧化物

①取少量SO₂溶液于小試管中，滴加幾滴紫色石蕊溶液，振蕩，溶液變紅色，說(shuō)明溶液呈酸性（或用潔凈玻璃棒蘸取SO₂溶液點(diǎn)在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙變紅，說(shuō)明溶液呈酸性）。

解釋原因：二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸造成溶液顯酸性，化學(xué)方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃。由此介紹可逆反應(yīng)的概念和簡(jiǎn)單特征，并說(shuō)明溶于水后只有一部分SO₂與水反應(yīng)生成H₂SO₃，溶液中還是含有較多的SO₂分子，為以下實(shí)驗(yàn)的理論解釋做好鋪墊。

②取少量Ba（OH）₂溶液（或者澄清石灰水）于小試管中，滴入幾滴SO₂水溶液，振蕩，溶液產(chǎn)生白色沉淀。教師可引導(dǎo)學(xué)生猜想白色沉淀是何種物質(zhì)，學(xué)生認(rèn)為可能是BaSO₄或BaSO₃（CaSO₄或CaSO₃），查閱資料了解二者化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別，思考、討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操做、預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證產(chǎn)物，小結(jié)后學(xué)生向渾濁液中滴加足量稀鹽酸，振蕩，溶液變澄清，則證明產(chǎn)物為BaSO₃（CaSO₃）。

解釋原因：該過(guò)程中涉及到的化學(xué)方程式有——SO₂+Ba（OH）₂=BaSO₃↓+H₂O，BaSO₃+2HCl=BaCl₂+SO₂↑+H₂O[或SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O]，BaSO₃（CaSO₃）能與稀鹽酸反應(yīng)而溶解，BaSO₄（CaSO₄）不溶于稀鹽酸。

（三）漂白性

取少量SO₂溶液于小試管中，滴加品紅溶液，振蕩，溶液褪色，再將試管置于酒精燈上加熱，溶液又恢復(fù)紅色。

解釋原因：SO_2能與部分有機(jī)色素（例如品紅）結(jié)合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)使其褪色，受熱后不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)分解再生成有機(jī)色素。

（四）還原性

①取少量SO₂溶液于小試管中，滴加幾滴酸性KMnO₄溶液，振蕩，溶液褪色。為與品紅褪色原理對(duì)比，將褪色后的溶液也置于酒精燈上加熱，溶液依然保持無(wú)色，說(shuō)明兩種溶液褪色原理不同。

解釋原因：KMnO₄被SO₂還原生成無(wú)色物質(zhì)，離子方程式：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺。

②取少量碘水于小試管中，滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)，再滴入足量SO₂溶液，振蕩，溶液藍(lán)色褪去，也可置于酒精燈上加熱，觀察是否恢復(fù)原色。

解釋原因：I₂被SO₂還原生成I^-，化學(xué)方程式：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI。

③取少量FeCl₃溶液于小試管中，滴入足量SO₂溶液，振蕩，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，再滴入幾滴KSCN溶液或K₃[Fe（CN）₆]溶液，溶液不變紅或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。

解釋原因：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓

（五）氧化性

取少量SO₂溶液于小試管中，加入Na₂S溶液，振蕩，產(chǎn)生淡黃色沉淀。

解釋原因：淡黃色沉淀為硫單質(zhì)，Na₂S中硫元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為0價(jià)，SO₂中硫元素化合價(jià)由+4價(jià)降低為0價(jià)，體現(xiàn)SO₂的氧化性。

三、本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（一）將SO₂溶于水制成溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯，與傳統(tǒng)的直接用SO₂氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逸出的SO₂量極少，不需要考慮尾氣吸收，操作簡(jiǎn)單安全，適用于學(xué)生親自操作體會(huì)SO₂的性質(zhì)，加深對(duì)其性質(zhì)的理解。

（二）SO₂水溶液的制備方法：用Na₂SO₃粉末與70%濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體直接導(dǎo)入蒸餾水中即可，同時(shí)注意尾氣吸收。

（三）SO₂水溶液不可長(zhǎng)時(shí)間保存，要現(xiàn)用現(xiàn)制，否則久置過(guò)程中溶液中的H₂SO₃會(huì)被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄。若用含H₂SO₄雜質(zhì)的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則酸性氧化物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)②中生成的白色沉淀含BaSO₄或CaSO₄，不能完全溶于稀鹽酸，造成對(duì)SO₂與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷得出錯(cuò)誤結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

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