浓硫酸强氧化性实验改进方案

1、第25届云南省创新大赛作品题目：浓硫酸强氧化性实验改进方案作者：泸西一中 化学组 戚云伟浓硫酸强氧化性实验改进方案泸西一中化学组 戚云伟 云南泸西 2009年10月 一、前言“硫酸”来自人民教育出版社化学室编著的全日制普通高级中学教科书化学第一册第六章第三节的内容。本节内容主要划分为两部分：第一部分为浓硫酸的性质，涉及到浓硫酸的吸水性、脱水性、氧化性；第二部分为硫酸根离子的检验，涉及到碳酸钡和硫酸钡的区别。硫酸作为三大强酸之一，是高中化学的一个重要组成部分，也是每年会考、高考的重要考点。硫酸在我们日常生活中的应用是极其广泛的，学习好该节课是十分有必要的。其中浓硫酸的的强氧化性是浓硫酸特性之中最

2、为重要的内容，因为它一方面渗透了物质世界量变到质变的的哲学原理，即：量的积累导致质的变化这一条放之四海而皆准的哲学原理，文科、理科在这里完美的合。一方面它是对学生进行素质情感教育的好机会；另一方面，它是进一步强调在化学中：结构决定性质这一重要原则的好例子，是进行化学哲学教育的好机会，同时浓硫酸的强氧化性也是各类考试中考察的重点和难点热点问题，为了让学生学好这一方面的内容，课本的编者安排了一个教师演示实验：【实验·来源于课本】：在一支试管中加入一小块铜片，然后加入3ml浓硫酸，用装有玻璃导管的单孔胶塞塞好，加热。产生的气体分别通入紫色石蕊试液或品红溶液中（如图）观察反应现象。反应完毕，

3、冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中。观察现象。【1】图一·【实验装置图】：二、对实验进行分析发现，该实验存在着明显的不足之处：1、 该实验为开放性的，产生气体为SO2，它是一种对人体有 毒有害气体，二实验中并没有考虑到尾气处理。2、 实验难控制。3、 在短时间内不可能做完该实验实验，因此将会导致教师不易 讲述，把过多的时间浪费在实验操作上。4、 由于学生的座次导致该实验现象学生不容易观察到，这将导 致学生的厌烦情绪的产生，这将不利于教师课堂教学的开 展。【3】5、 实验中并没有说明所采用的浓硫酸的浓度是多少以及铜片 的处理问题，其实这个问题将直接影响着实验现象，如

4、果 浓度不恰当或者铜片没有进行预处理则会出现一些不该有 的现象，这样的话，该实验不但起不到启发学生和加深学生对 该知识点的掌握情况，而且还会误导学生，使学产生不符合教 学大纲的认识，对其学习该知识点十分不利。6、 在实验进行到最后时还要进行稀释反应后的溶液的操作在无 形之中增加了实验的操作步骤，这将导致实验更消耗时间， 不利于课题效率的提高，教师为完成教学任务，不得不布置 更多的课后作业来补充这方面的内容，这与现阶段的减轻学 生负担的教学理念是背道而驰的。三、鉴于以上种种不利因素，我们有必要对该实验方案进行优化和改进，改进之前笔者做如下思考：1、 将SO2气体分别通入高锰酸钾溶液试液或品红溶液

5、中的 两个实验当做一个来做。将石蕊试液改为高锰酸钾溶液是为了更好的证明所产生的气为SO2，该反应迅速并且实验现象明显，当将SO2气体分别通入高锰酸钾溶液试液或品红溶液中时，将会大大节约时间。2、 在原有的基础上加入套尾气吸收或收集装置。尾气为SO2气体，要吸收，通常是采用氢氧化钠溶液来吸收除去之，近年来睡着教学研究的开展，我们发现用气球来吸收尾气不乏为一种合理的选择如图2所示。【图2尾气处理装置】【尾气收集装置·气球】 【尾气吸收装置】方案一 气体收集装置方案二 气体吸收装置3、 提高整个实验的观赏性，让学生便于观察。这一方面的内容主要考虑一下内容：（1） 将酒精灯的位置提高，所采用

6、的方法是加一个合适的铁架台将酒精灯托住。（2） 将装有高锰酸钾溶液和品红溶液中的试管也提高使学生能更好的观察。我们采用酸碱滴定架分别进行固定装有高锰酸钾溶液和品红溶液的试管。4、 整套装置要求便于组装和拆卸这方面的内容是受到生物实验中的切片的启发，可将整套装置分为几个部分：将发生装置设计为一个部分（图中为A部分），另一部分为整合了两支具支试管和一个尾气吸收装置为另一部分（如图四中B部分 ），使用时只要将两部分连接在一起既可。5、 对实验所有的物质进行优化，其中，重点研究浓硫酸的浓 度。经过研究发现浓硫酸的浓度过浓将导致实验中反应试管中出现白色的硫酸铜晶体析出，该现象会学生误导产生错误的认识；当

7、浓度过稀时，反应速率慢，这将严重影响到课题效率的提高。【3】经研究发现：当浓硫酸的浓度为70%时，现象最明显，此时速率适中，此时反应结束后溶液即为蓝色，不必在进行稀释操作。【2】实验室中所用到的铜片由于厂商为了防止其被空气氧化而在其表面涂有一层保护薄膜，如果不进行预处理的话，该薄膜在浓硫酸的作用下将被溶解导致溶液中出现它的颜色，产生干扰，因此在进行实验前一定要对其进行预处理。具体的处理方法为：取铜丝放入一小烧杯中，加入稀硫酸后煮沸10至15分钟即可除去其氧化膜后将其加工为如图2。【2】6、 控制实验的起始将铜片改为铜丝，并将其固定到一橡胶塞上，即改其为下图3所示，如果要让反应停止只需将铜丝抽出

8、溶液即可，使用前依然要对其进行预处理（方法详见5中）。图3·【铜丝改造示意图】向上拉就可以停止反应四、改造后实验装置图【图四·改造后实验装置图】A部分B部分其中部分导管可以根据需要换为橡胶管橡胶管五、实验步骤更改为：1、 预处理：（1）、 铜丝：先将铜丝加工成图二所示样式后再将其螺旋一端放入稀硫酸溶液中加热煮沸10至15分钟以除去其氧化膜取出。（2）、 用浓度为98%的浓硫酸配制浓度约为70%的浓硫酸以进行下一步实验。2、 取浓度约为70%的浓硫酸10ml于一旁支试管中，在其中塞上图2所示装置。3、 分别取两支具支试管加入23ml的高锰酸钾溶液和品红溶液。4、 按照图四将整套装置连接好后，加热试管进行实验，观察实验现象，同时进行课题教学。六、结语实验现象更明显，更容易被学生观察到。同时利于老师讲述和操作，节约了宝贵的课堂时间，提高了课堂效率，达到了预期目的。七、参考文献:【1】、 人民教育出版社化学室 全日制高级中学教科书（