二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(包括其酸性、還原性、氧化性和漂白性)是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中很重要的實(shí)驗(yàn),需要較多的玻璃儀器,實(shí)驗(yàn)儀器的組裝和實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較繁雜。本實(shí)驗(yàn)以二氧化硫氣體的制備和性質(zhì)為例,利用球形冷凝管,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,不僅儀器簡(jiǎn)潔明了,易操作,而且現(xiàn)象明顯,具有一定的參考性。
一、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
1.實(shí)驗(yàn)儀器:長(zhǎng)膠頭滴管、單孔橡皮塞、球形冷凝管、牛角管、燒杯、注射器、小紙條、鐵架臺(tái)(含鐵夾)。
2.實(shí)驗(yàn)試劑:70%的濃硫酸、無(wú)水Na2SO3固體、品紅溶液、酸性KMn04溶液、碘水、NaOH溶液。
二、實(shí)驗(yàn)操作
1.如圖1,連接好裝置,并檢查裝置氣密性。如圖2依次裝入藥品:先向球形冷凝管中用小紙條裝入無(wú)水Na2SO3固體,用長(zhǎng)膠頭滴管依次裝入品紅溶液、酸性KMnO4溶液、碘水。再將適量的NaOH溶液加入小燒杯中。最后用洗凈的長(zhǎng)膠頭滴管吸取70%的濃硫酸。
2.擠壓膠頭滴管,將濃硫酸滴在無(wú)水Na2SO3固體上,兩者發(fā)生反應(yīng)生成二氧化硫氣體。
3.二氧化硫氣體在冷凝管中依次通過(guò)品紅溶液、酸性KMnO4溶液、碘水,觀察到上述溶液均褪色,最后進(jìn)入燒杯中的NaOH溶液進(jìn)行尾氣吸收。
4.用酒精燈對(duì)褪色后的品紅溶液加熱,品紅溶液又恢復(fù)紅色,得出二氧化硫漂白的不穩(wěn)定性。
5.用酒精燈對(duì)其他褪色的試劑加熱,它們沒(méi)有恢復(fù)顏色,可知它們與品紅溶液褪色的原理不同。
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束,取下膠頭滴管,將其換成裝滿空氣的注射器,推動(dòng)注射器,利用空氣將殘留的二氧化硫氣體帶入NaOH溶液進(jìn)行充分吸收。
三、改進(jìn)的意義
1.整套裝置通過(guò)球形冷凝管實(shí)現(xiàn)了多個(gè)實(shí)驗(yàn)的整合設(shè)計(jì),在密閉體系中便可完成二氧化硫氣體的制備,以及一系列性質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)效率。
2.實(shí)驗(yàn)藥品用量少,有利于培養(yǎng)同學(xué)們的節(jié)約意識(shí)。
3.實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行,裝入藥品后,只需擠壓膠頭滴管便可以引發(fā)反應(yīng),且用時(shí)較短,整個(gè)實(shí)驗(yàn)在2~3min內(nèi)便可完成。
4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯,從產(chǎn)生二氧化硫氣體開(kāi)始,1min內(nèi)既可以看到性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中各物質(zhì)的顏色發(fā)生明顯變化,直觀性強(qiáng)。
5.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)綠色環(huán)保,實(shí)驗(yàn)始終在密閉容器中進(jìn)行,多余的二氧化硫氣體可被注射器中的空氣帶入NaOH溶液進(jìn)行吸收,保證所有的二氧化硫都不會(huì)擴(kuò)散到空氣中,實(shí)現(xiàn)污染氣體零排放,安全環(huán)保。
6.實(shí)驗(yàn)裝置可用于推廣,除二氧化硫氣體外,還可用于其他氣體如氯氣、二氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究,只需要更換試劑即可。
作者單位:廣東省珠海市第二中學(xué)