戴躍華

(江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué) 212000)

1 教材實驗的不足之處

1.1 二氧化硫的制備與儲存

教材實驗采用銅片和濃硫酸加熱制取二氧化硫，濃硫酸操作不安全，不利于進(jìn)行學(xué)生分組實驗，二氧化硫性質(zhì)實驗所需要的二氧化硫，必須提前制備和保存.由于是多組實驗，制備過程中試劑用量比較大，且產(chǎn)生的氣體二氧化硫是有毒的，在制備的過程中需要進(jìn)行尾氣處理，否則多余的氣體會污染環(huán)境.

1.2 二氧化硫溶水性實驗分析

教科書二氧化硫的性質(zhì)【實驗1】用充有80mL二氧化硫的針筒吸入10mL蒸餾水，用橡皮塞堵住針筒的前端，振蕩，觀察針筒內(nèi)氣體體積的變化，然后用pH試紙測定二氧化硫水溶液的pH.該實驗現(xiàn)象明顯，采用了密閉環(huán)境進(jìn)行實驗，避免了環(huán)境污染，但該實驗不利于進(jìn)行學(xué)生分組實驗，準(zhǔn)備該分組實驗會耗費大量的時間和精力，如果僅僅做演示實驗，學(xué)生不能親自動手做實驗，只觀察實驗現(xiàn)象，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性.

1.3 二氧化硫還原性實驗分析

教科書二氧化硫的性質(zhì)【實驗2】向試管中加入5mL通入二氧化硫后所得的溶液，滴加幾滴氯化鋇溶液，觀察現(xiàn)象；再向試管中滴加5mL 3%的過氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加幾滴稀鹽酸，觀察實驗現(xiàn)象.學(xué)生能通過該實驗認(rèn)識到二氧化硫的還原性，但一次實驗只能學(xué)習(xí)二氧化硫的還原性這一個性質(zhì)，不能將二氧化硫的性質(zhì)實驗整合從而更全面的認(rèn)識二氧化硫.

1.4 二氧化硫漂白性實驗分析

教科書二氧化硫的性質(zhì)【實驗3】向試管中加入5mL通入二氧化硫后所得的溶液，滴加幾滴品紅溶液，振蕩，然后加熱試管，觀察加熱前后溶液顏色的變化.通過該實驗可以形象直觀地學(xué)習(xí)到二氧化硫的漂白性和二氧化硫漂白的可逆性，但此實驗是在敞口的開放性的試管中進(jìn)行，加熱生成的有毒的二氧化硫氣體會污染環(huán)境.

1.5 性質(zhì)的分析

教材實驗主要是從二氧化硫的溶解性、溶液的酸性、漂白性和還原性等幾個角度加以驗證，而對氧化性和酸性氧化物性質(zhì)的證明并沒有涉及到.

2 實驗設(shè)計思路

針對教材演示實驗的分析，筆者查閱了大量文獻(xiàn)，在總結(jié)其他實驗裝置優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，采用生活中常見的物品，如洗手液瓶、眼藥水瓶、淀粉空殼膠囊等將二氧化硫的制取和性質(zhì)實驗進(jìn)行了整合，可以用較少量的試劑，花相對較少的精力和時間進(jìn)行學(xué)生分組實驗觀察分析二氧化硫的酸性、氧化性、還原性和漂白性等性質(zhì).實驗裝置如圖1所示，采用實驗室常見的滴瓶、生活中常見的廢棄眼藥水瓶和廢棄洗手液瓶相結(jié)合，完成二氧化硫的制??；采用淀粉空殼膠囊作為盛放驗證二氧化硫性質(zhì)所需溶液的容器；采用溫水加熱滴瓶，能夠產(chǎn)生比較明顯的現(xiàn)象，來驗證二氧化硫水溶液漂白性的不穩(wěn)定性和可逆性；采用廢棄洗手液瓶和事先在滴瓶底部添加的氫氧化鈉溶液作為二氧化硫的尾氣處理裝置.

圖1

3 實驗儀器與藥品

3.1 實驗儀器

實驗所需儀器為：滴瓶1個、滴管1個、淀粉空殼膠囊5個、廢棄洗手液壺2個、廢棄眼藥水的瓶1個、橡膠導(dǎo)管1節(jié)、塑料吸管、燒杯.

3.2 實驗所需藥品

濃硫酸(70%)、亞硫酸鈉固體(1g)、紫色石蕊試液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、稀鹽酸、熱水.

4 實驗操作步驟

(1)如圖1所示，連接好儀器，并檢查裝置氣密性.

(2)分別將5個淀粉空殼膠囊用雙面膠黏在滴瓶的四周(如圖2所示).將裝好亞硫酸固體(約0.5g)的廢棄眼藥水瓶用雙面膠固定滴瓶底部.往滴瓶底部加入1mL氫氧化鈉溶液，并滴入2-3滴氯化鋇溶液.

圖2

(3)用塑料吸管分別吸取1-2滴品紅溶液、紫色石蕊試液、酸性高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液、氯化鋇溶液加入淀粉空殼膠囊(加入2-3滴雙氧水).

(4)在滴管周圍涂上凡士林，并放在滴瓶中，壓緊；然后在滴管和滴瓶的銜接處，滴上少許氫氧化鈉溶液.

(5)將事先裝入的濃硫酸壓入滴管中，隨即夾緊止水夾，觀察現(xiàn)象.待反應(yīng)結(jié)束后，將滴瓶放入燒杯中，加入熱水加熱片刻.

(6)后續(xù)處理：實驗結(jié)束后，將氫氧化鈉溶液壓入滴瓶中，待充分反應(yīng)后，取出眼藥水瓶，洗凈.

5 實驗現(xiàn)象及結(jié)論

(1)品紅溶液褪色，說明二氧化硫有漂白性；加入熱水片刻后，紅色恢復(fù)，說明二氧化硫水溶液漂白性是不穩(wěn)定的并且是可逆的.

(2)紫色石蕊試液變紅但不褪色，說明二氧化硫水溶液顯酸性；另一方面也說明二氧化硫不能漂白指示劑.

(3)高錳酸鉀褪色，說明二氧化硫有還原性.

(4)硫化鈉溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明二氧化硫有氧化性.

(5)加入雙氧水的氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，待反應(yīng)結(jié)束后，加入稀鹽酸，沉淀不消失，說明二氧化硫有還原性.

(6)反應(yīng)一開始，滴瓶底部就出現(xiàn)白色沉淀，說明二氧化硫是酸性氧化物，在堿性條件下生成亞硫酸鋇；待反應(yīng)結(jié)束后，滴入稀鹽酸，沉淀不完全溶解，說明亞硫酸鋇被氧化成硫酸鋇，+4價硫的還原性較強.

6 注意事項

(1)滴瓶底部加入的氫氧化鈉溶液不宜太多，否則會影響到品紅溶液的褪色效果.

(2)加入濃硫酸速率不能太快，防止亞硫酸鈉固體濺出，從而影響實驗結(jié)果.

(3)品紅溶液濃度不宜太大，否則會影響褪色效果.

(4)硫化鈉溶液一定要現(xiàn)配先用，否則影響淡黃色沉淀的觀察.

7 實驗創(chuàng)新之處及優(yōu)點

7.1 方便簡潔性，操作簡單，安全性高

二氧化硫的改進(jìn)實驗中采用濃硫酸(70%)和亞硫酸鈉固體制取二氧化硫，不用加熱，學(xué)生只需要將事先裝入的濃硫酸壓入滴管中即可開始實驗，將滴管與廢棄的洗手液瓶連接在一起，吸取濃硫酸極為方便，操作更簡單，學(xué)生不用直接接觸到濃硫酸，更有利于分組實驗的進(jìn)行.

7.2 以小見大

用一個“小小的”實驗室隨處可見的滴瓶和廢棄的眼藥水瓶作為制取和檢驗儀器替代多個玻璃儀器的“串聯(lián)”結(jié)構(gòu)，不僅簡化的實驗裝置，而且可操作性很強.利用生活中常見的廢棄不用的洗手液瓶、眼藥水瓶、淀粉空殼膠囊等物品進(jìn)行實驗，不僅節(jié)約了實驗成本，而且很好的體現(xiàn)了化學(xué)來源于生活的意識，增強了學(xué)生回收再利用的環(huán)保理念.

7.3 節(jié)約藥品

用淀粉空殼膠囊替代試管.由于淀粉空殼膠囊體積小，所需試劑量少，1-2滴即可，反應(yīng)現(xiàn)象反而更加明顯.節(jié)約試劑的同時很好的體現(xiàn)了化學(xué)實驗的微量型，有利于學(xué)生將實驗向少量但現(xiàn)象明顯的方向改進(jìn).

7.4 環(huán)保性

空殼膠囊的主要成分是淀粉，過一段時間之后，淀粉遇到水溶液就會自然溶解，不需要過多的后續(xù)的處理，很環(huán)保；該實驗在滴瓶中進(jìn)行，生成二氧化硫驗證其性質(zhì)的過程中不會造成環(huán)境污染，且在滴瓶底部加入的氫氧化鈉溶液不僅可以進(jìn)行尾氣處理還能很好的驗證二氧化硫是酸性氧化物這一性質(zhì).

7.5 一體性

該改進(jìn)實驗讓制取到的二氧化硫同時和紫色石蕊試液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液反應(yīng)，從多角度認(rèn)識到二氧化硫的性質(zhì)，與教科書上的實驗相比，能更直觀全面地學(xué)習(xí)到二氧化硫的酸性氧化物的性質(zhì)和氧化性.

7.6 普適性

該裝置稍加改進(jìn)便可用于氯氣等其他氣體的制取和性質(zhì)的檢驗.例如把亞硫酸鈉固體、70%的濃硫酸分別改成高錳酸鉀固體、濃鹽酸，可驗證氯氣的強氧化性和水溶液的漂白性，且漂白性不可逆.