[二氧化硫性质实验的改进] 二氧化硫性质实验创新

时间：2019-02-05 03:27:14　来源：雅意学习网本文已影响人

　　文章编号：1005－6629(2008)05－0013－02中图分类号：G633.8文献标识码：C 　　　　二氧化硫的演示实验是高一化学教学中的必做实验，为了克服某些不足，我进行了以下改进。
　　
　　1 实验仪器、药品
　　
　　集气瓶、分液漏斗、小试管、酒精灯、气球、三通管、玻璃导管若干、橡胶塞(2个)、止水夹、医用一次性注射器(2个)、铁架台；一定浓度的H2SO4溶液、BaCl2溶液、Na2SO3粉末、3%的H2O2溶液、苯、pH试纸、浸有品红试液的滤纸(自制品红试纸)。
　　
　　2 实验装置
　　
　　3实验步骤及现象
　　
　　(1)首先打开止水夹，然后滴加硫酸溶液，硫酸与N2SO3接触后迅速反应，放出大量的SO2气体。此时观察不到BaCl2溶液中出现气泡的现象，而是清楚地发现气球在逐渐鼓起，随着气体的产生，pH试纸迅速变红，品红试纸逐渐褪色。
　　(2)关闭止水夹后会发现BaCl2溶液中持续产生气泡，随着气体的不断产生，瓶内气体产生的压强使液体不断被压入开口的长玻璃导管中(见附图)。片刻后，用注射器将H2O2注入长玻璃导管，为了使H2O2顺利进入BaCl2溶液，再次打开止水夹，瓶内压强减小，水柱下降，溶液出现浑浊，产生白色沉淀。用另一注射器再注入稀HCl溶液，发现沉淀不溶。
　　(3)等品红试纸红色褪尽后，用酒精灯在导管下对准加热，一小会儿试纸就恢复红色。移走酒精灯，试纸又会渐渐褪去红色。
　　
　　4 实验设计意图
　　
　　(1)这是一个系列实验，为了使实验装置简单化，采用套管将气体制备及若干性质实验放在一个瓶中进行。
　　(2)如何做到既能控制实验步骤，又能现象明显呢？设计时采用止水夹与三通管进行巧妙配合：首先打开止水夹，SO2气体由于受下面液体产生的阻力，很难进入BaCl2溶液中，使气体大量进入集气瓶而通往气球，试纸周围有足够的SO2气体后，很快变色，现象明显；接着关闭止水夹，气体只能沿着三通管的另一端，进入溶液中，这样使SO2气体迅速溶于液体中。
　　(3)如何克服关闭止水夹时，引起压强增大，气体无路可走的问题？采用开口的长玻璃导管来克服这个难题。在这里它不仅将完成向溶液中引入H2O2和稀盐酸的作用，还起到了缓解瓶内压强的安全装置的作用。
　　(4)尾气处理采用气球收集，既可防止污染，简化装置，又起到检查气密性的作用。
　　(5)由于受着“CO2通入BaCl2溶液中不产生白色沉淀”的惯性思维的影响，类比到“将SO2通入BaCl2溶液中也不会产生白色沉淀”。致使开始设计本实验时，将分液漏斗下端的小试剂瓶设计成敞口装置，也未考虑到用苯液封。想利用生成的SO2不使BaCl2溶液浑浊，再滴加H2O2溶液后出现浑浊的现象来验证亚硫酸既是弱酸，又具有较强还原性这一性质。
　　但在实验过程中，出现了意想不到的现象：当SO2通入BaCl2溶液后，溶液中出现了明显的白色浑浊物，且通入SO2的时间越长，浑浊现象越明显。起先我怀疑实验室的BaCl2溶液可能混有杂质，于是加入稀盐酸，结果沉淀不溶解，也无气体产生。后改用新瓶装的分析纯BaCl2重新配成溶液进行实验。出乎意料，溶液中仍出现相同的实验现象，将实验所得的少量白色沉淀过滤提取后，再加入稀盐酸，沉淀没有明显变化。据此作出判断此沉淀不是BaSO3，而是BaSO4。
　　由此得出，沉淀产生应该是氧气造成的。 (SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl)类比实验室制取氢氧化亚铁，再根据演示简单化的原则，进行了如下改进：①用蒸馏水新制BaCl2溶液，煮沸，冷却，装入集气瓶中。②及时滴加少量苯液封，使之与空气尽可能隔绝。③先进行SO2与品红试纸、pH试纸的反应，从而很好地借用SO2驱赶走残留小试管中的空气，有效地减少了SO2通入BaCl2溶液而被氧化的可能。④利用导管将SO2直接通入BaCl2溶液中，减少气体接触空气的机会。改进后再次试验，惊喜地发现，BaCl2溶液中不再产生浑浊现象！
　　
　　5 对改进实验的评价
　　
　　(1)能有效防止SO2对空气的污染，有助于让学生潜移默化地形成环保意识。
　　(2)操作简便，药品用量少，实验现象明显，成功率高。
　　(3)该装置有效克服了由于受O2的影响而造成SO2与BaCl2溶液反应失真的现象，真实地反映了实验事实。
　　
　　参考文献：
　　[1]郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社，2003.
　　
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