二氧化硫制取及性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

黃麗娟

一、項(xiàng)目背景

人教版高中《化學(xué)》必修1第四章第三節(jié)SO₂的水溶性和漂白性的演示實(shí)驗(yàn)中，課前需要制備SO₂并收集保存于試管中。制取過程中藥品用量大，漂白實(shí)驗(yàn)在敞開的環(huán)境中進(jìn)行，有毒的SO₂氣體直接排放到空氣中，污染環(huán)境，危害師生健康，不符合綠色化學(xué)的理念。操作較為復(fù)雜，耗時(shí)長，而且教材中的實(shí)驗(yàn)沒有涉及到SO₂的氧化性和還原性的驗(yàn)證，不利于學(xué)生對SO₂性質(zhì)的掌握和理解。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

依據(jù)微型化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念和遵循綠色環(huán)保思想，從日常生活中尋找一些替代性的實(shí)驗(yàn)器材，補(bǔ)充教材中SO2氧化性和還原性的實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)操作簡單化，藥品微量化，現(xiàn)象更明顯，將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力、創(chuàng)新意識和環(huán)保意識。

三、實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新及原理

Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O ??SO₂+H₂OH₂SO₃H⁺+HSO₃^-

SO₂+H₂0+品紅溶液無色物質(zhì)，加熱后恢復(fù)到原來的顏色。

5SO₂+2H₂O+2Na₂S=3S↓+4NaHSO_{3 ?}2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O（尾氣吸收）

5SO₂+2H₂O+2KMnO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄SO₂+2H₂O+I₂=2HI+H₂SO₄

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）將塑料瓶底放在培養(yǎng)皿中，向塑料瓶底凹槽放入吸有品紅溶液的濾紙條和分別滴1～2滴紫色石蕊溶液、Na₂S溶液、酸性KMnO₄溶液、碘水溶液。

（二）用藥匙取少量無水Na₂SO₃晶體放在瓶蓋的中央，將其放在塑料瓶底中央。

（三）用膠頭滴管取少量濃硫酸插入連接一段乳膠管的漏斗頸部，（為了保證裝置的密封性，在漏斗頸口連接了一段乳膠管），將漏斗倒扣在塑料瓶底和培養(yǎng)皿之間，向培養(yǎng)皿中加入氫氧化鈉溶液不超過培養(yǎng)皿的邊緣（如圖1所示），擠壓膠頭滴管將濃硫酸滴加到無水Na₂SO₃晶體上，很快觀察到紫色石蕊溶液變紅、裝有Na₂S溶液的凹槽變渾濁有黃色物質(zhì)析出、酸性KMnO₄溶液、碘水溶液、吸有品紅溶液的濾紙條均褪色。

（四）略提起漏斗，使二氧化硫被氫氧化鈉溶液充分吸收，用鑷子取褪色的濾紙條在酒精燈略加熱，顏色很快又恢復(fù)。（如圖2所示）

五、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

（一）該裝置使用了生活中常見的百事可樂塑料瓶底及塑料瓶蓋做實(shí)驗(yàn)器材，取材方便，又是二次利用，環(huán)保低碳節(jié)約，實(shí)驗(yàn)成本低，值得推廣使用。

（二）同時(shí)制取出SO₂并檢驗(yàn)其酸性氧化物、漂白性、氧化性和還原性。

（三）裝置、操作簡單，藥品用量少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，又節(jié)約了時(shí)間，產(chǎn)生的SO₂少，并用堿液吸收。

（四）該裝置還適用于其他氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中（特別是有毒氣體如氯氣、氨氣）。

六、使用效果

在實(shí)際的教學(xué)中，通過使用本裝置，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，又節(jié)約時(shí)間，實(shí)驗(yàn)效果良好，值得推廣使用。同時(shí)提高了學(xué)生的觀察能力、動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和環(huán)保意識。

滴加濃硫酸前后現(xiàn)象

加熱褪色后的濾紙條前后現(xiàn)象對比