巧组合实验装置对二氧化硫进行多视角探究

投稿柔柔
更新时间2015-09-02
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　　摘要：二氧化硫是中学化学教学中一种常见的重要物质。为了拓展学生的视野，利用中学常见的化学实验仪器进行组合，设计实验装置，对二氧化硫进行性质验证、定量测量、制备新物质等多角度的探究，旨在培养学生分析与解决化学实验问题的能力。
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　　关键词：二氧化硫；实验装置；化学实验；实验探究
　　文章编号：1005?6629（2014）3?0049?02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
　　笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1]，简单探究了二氧化硫部分性质（漂白、氧化、还原性）、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性，实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富，涉及到信息实验、微型实验、综合实验等；增加了定量实验内容，实验内容联系生活、生产；设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面，进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。
　　1 SO2的性质探究
　　探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置，均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。
　　探究2 检验SO2的还原性。如图2，A为中等浓度的硫酸，B为亚硫酸钠固体，二者反应制取SO2气体。C溶液是橙色的溴水溶液或紫色的高锰酸钾溶液，产生的SO2气体通过C溶液后观察到溶液的颜色褪去，导管D后面略去用来吸收尾气内装碱石灰的干燥管。
　　探究3 探究SO2的氧化性。如图3，喷泉实验，利用SO2与H2S反应，体积压强减少，形成喷泉。
　　探究4 SO2和Na2O2反应。如图4，70%～80%的硫酸与亚硫酸钠反应，产生SO2气体，经过浓硫酸干燥后，与Na2O2反应。
　　探究5 SO2和Mg反应。如图5，图中甲试剂为80%的硫酸，乙试剂为亚硫酸钠固体。
　　探究6 微型实验，探究SO2的制取与性质。如图6，利用Y形管做SO2的制取与性质实验。Y形管的一侧加入约2 mL浓硫酸，另一侧加入约2 mL品红溶液，将铜丝插入浓硫酸中，在试管口塞上一团棉花，滴上少量NaOH溶液，加热浓硫酸一侧，反应立即开始，品红溶液慢慢褪色，至品红完全褪色，将铜丝抽离液面，给褪色的品红溶液加热，品红溶液恢复红色。此装置的特点是实验装置简单，操作方便；试管口塞上滴有少量NaOH溶液的棉花，可以防止SO2逸出，避免环境污染；药品用量少，铜丝可以反复使用。
　　摘要：二氧化硫是中学化学教学中一种常见的重要物质。为了拓展学生的视野，利用中学常见的化学实验仪器进行组合，设计实验装置，对二氧化硫进行性质验证、定量测量、制备新物质等多角度的探究，旨在培养学生分析与解决化学实验问题的能力。
　　关键词：二氧化硫；实验装置；化学实验；实验探究
　　文章编号：1005?6629（2014）3?0049?02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
　　笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1]，简单探究了二氧化硫部分性质（漂白、氧化、还原性）、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性，实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富，涉及到信息实验、微型实验、综合实验等；增加了定量实验内容，实验内容联系生活、生产；设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面，进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。
　　1 SO2的性质探究
　　探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置，均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。
　　浓硫酸。
　　探究7 综合实验，探究SO2的性质。如图8，此装置为SO2的发生与性质的综合实验装置，检验了SO2的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。⑥为SO2的发生装置，利用中等浓度的硫酸与亚硫酸钠固体反应，产生SO2气体，气体依次通过①至⑤，①中的石蕊试液由紫色变为红色，证明SO2是酸性气体；②中的品红溶液褪色，证明SO2有漂白性；③中的溶液变浑浊，证明SO2有氧化性；④中的溶液的紫色褪去，证明SO2有还原性；⑤的作用是吸收多余的SO2。
　　2 SO2的定量测量探究
　　探究8 测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量。如图9，反应管中装有碘的淀粉溶液。
　　探究9 测定周围环境中SO2的含量。如图10，向试管中加入0.0005 mol/L的碘水1.0 mL，用适量的蒸馏水稀释后再加入2～3滴淀粉溶液，配制成溶液A。测定指定地点的空气中SO2的含量时，推拉注射器的活塞反复抽气，A溶液由蓝色变为无色时反应恰好完全进行，停止抽气，记录抽气次数，根据注射器的容积，计算出空气的总体积，再根据碘的量，计算出SO2的质量，进而计算出每立方米空气中SO2的质量。
　　探究10 测定SO2转化为SO3的转化率。如图11，甲装置的作用是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等，先称量纯Na2SO3粉末质量，再加足量浓硫酸进行实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得装置增重，计算出SO2的转化率。
　　3 利用SO2制备新物质的探究
　　探究11 模拟工业制硫酸。如图12所示，改进的V形管做模拟工业制硫酸的实验。
　　4 启迪
　　SO2是中学化学教学中常见的物质，本文以SO2为背景素材，利用中学常见的化学实验仪器，设计实验装置，对SO2进行了较全面的探究。涉及到中学化学实验的多方面，既有常规的性质实验，又有定性、定量实验，还有制备实验、探究实验；既有常规的验证实验，又有组合实验、综合实验、微型实验。涉及到趣味性、实用性、微型化、综合化、直观化、生活化。启迪学生思维，联系生活、生产实际，学以致用。激发学生的学习兴趣，帮助学生建立起立体的网络知识体系，培养学生的实验设计与实验操作能力，提高学生的综合素质。
　　参考文献：
　　[1]邹标.巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫[J].高中数理化，2012，（7）：64.