二氧化硫微型实验设计

二氧化硫微型实验设计

何燕君

（咸祥中学宁波市鄞州区325141）

摘要：为了克服传统二氧化硫性质实验药品浪费，耗时长，污染大，操作繁琐，难以组织学生实验等不足之处，笔者对该实验作了改进设计，利用青霉素药瓶，一次性针筒，导管，药用玻璃管等仪器，设计了在全封闭微型装置中，完成二氧化硫的还原性，酸性，漂白性的检验，结果表明，实验现象和效果俱佳，同时能有效开展学生分组实验。

关键词：二氧化硫的性质；全封闭微型装置；实验改进

1问题提出

《普通高中化学课程标准（实验）》实施建议指出：要鼓励教师和实验管理人员开发实验仪器，研究低成本、少污染的化学实验。同时也应鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物，设计富有特色的实验和实践活动[1]。现行苏教版普通高中课程标准实验教科书﹒化学1（必修）[2]专题四第一单元中二氧化硫的性质实验是一个传统的的经典实验，尽管实验目的明确，但却存在诸多不尽如人意的地方。

其一，书本中实验都是将二氧化硫溶于水配成溶液检验二氧化硫的相关性质，如果作为课堂演示实验，一般该溶液是事先配制好，有可能不能达到预期效果。

其二，制取二氧化硫水溶液时，由于二氧化硫溶解度不大，导致配制时逸散比较严重；而且二氧化硫的漂白性是在一个敞开的环境中进行，以上两点均不符合绿色化学观念。

其三，教材中的实验每次只能检验一个二氧化硫的性质，过程繁琐，浪费时间，耗时长，且没有二氧化硫能使酸性高锰酸钾褪色的实验，不利于节约课堂时间和提高课堂效率。

针对以上不足之处，笔者设计了能一次性检验二氧化硫酸性、还原性、漂白性的一套微型改进装置，恰好弥补了现行教材中的实验局限性，能激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力，对促进教师教学质量和提高学生素养有着积极的作用。

2实验原理

2.1二氧化硫的制取

实验室制备二氧化硫的原理：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O

2.2二氧化硫性质的检验

2.2.1二氧化硫的还原性

BaCl2+H2O2+SO2=BaSO4↓+2HCl

2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

2.2.2二氧化硫溶于水后显酸性

SO2+H2O=H2SO3H++HSO3-

2.2.3二氧化硫和品红能生成不稳定的无色物质，加热无色物质分解又恢复原色。

2.2.4二氧化硫的尾气吸收

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

3实验仪器及用品

仪器：青霉素药瓶，一次性针筒，玻璃导管，药用玻璃管，胶头滴管，乳胶管，滴瓶玻璃部分，酒精灯，酒精喷灯。

药品：亚硫酸钠粉末，浓硫酸，氯化钡溶液，双氧水，紫色石蕊试剂，酸性高锰酸钾溶液，品红溶液，较浓氢氧化钠溶液。

4实验整体装置图（如图1）

图1

5仪器介绍以及实验方法

5.1二氧化硫的制取

图2

图2是制取二氧化硫的简易装置，针筒中是浓硫酸，青霉素药瓶中是亚硫酸钠粉末，右边的直角玻璃导管很关键，不能深入青霉素药瓶太长，以免使反应物进入导管中；与右边连接部分不能太长，以免增加装置中二氧化硫的剩余量。制取时只需将针筒中的浓硫酸缓缓挤入青霉素药瓶即可，待预期实验现象出现即可停止注入浓硫酸。

5.2二氧化硫性质的检验

图3

图3是检验二氧化硫性质的装置，这个是药用玻璃管，下面的小凹槽需要加工。堵住一端，对需要形成小凹槽的部位用酒精喷灯加热，有软化迹象时，向医用玻璃管中吹气，吹气速度以小凹槽慢慢形成为佳，避免吹气速度过快而破裂，右边是一小截干燥的乳胶管。小凹槽从左到右药品依次为凹槽1：BaCl2溶液+双氧水，凹槽2：紫色石蕊试液，凹槽3：酸性高锰酸钾溶液，凹槽4：品红溶液，用细长的胶头滴管小心向各个凹槽中滴加相关溶液。待足量二氧化硫流经此药用玻璃管后，可以观察到凹槽1有溶液变浑浊，凹槽2紫色石蕊试液变红，凹槽3酸性高锰酸钾褪色，凹槽4品红褪色，待左右两个药用试剂瓶均没有气泡冒出时，用酒精灯对凹槽4加热，可以观察到已经褪色的品红溶液又重新恢复原先颜色。

5.3二氧化硫尾气吸收

图4

图4是尾气吸收装置，青霉素药瓶中放的是较浓的氢氧化钠溶液，乳胶管连接的是滴瓶玻璃部分，由于中间体积较大，可以很好地避免浓氢氧化钠溶液倒吸到医用玻璃管中导致实验失败这种情况的发生。实验结束后，用针筒推入空气使装置中的二氧化硫全部被浓氢氧化钠吸收，然后再拆除装置。

6实验改进后的优点

6.1装置微型

该套微型装置只有三个简单的部分构成，节省实验药品，安全性强，操作简单，现象明显，能提高实验教学效率，也可以开展学生分组实验，提高学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。

6.2构思巧妙

该套微型装置利用注射器添加浓硫酸，通过控制浓硫酸进入青霉素药瓶的量，可以控制产生的二氧化硫的量以能够达到预期实验效果即可停止注入，通过控制浓硫酸进入青霉素药瓶的速率来达到控制二氧化硫的生成速率，同时避免液体因快速反应而进入导管致使实验失败。

6.3装置整体性强

该套微型装置将二氧化硫的制取，二氧化硫性质的检验以及二氧化硫的尾气吸收于一套实验装置中完成，一气呵成，成功解决了原实验方法的繁琐问题，耗时短，效果明显，充分体现了实验创新理念，同时也为开展学生分组实验提供可能。

6.4避免污染

该套微型装置利用二氧化硫气体直接进行实验，避免了现行教材中将二氧化硫溶于水再进行相关性质的检验所带来的污染，同时在最后实验现象观察完成后，通过利用针筒向装置中鼓入空气，在装置中不残留二氧化硫气体后，再拆除实验装置，充分体现了实验的绿色环保化原则，潜移默化地培养了学生的环保意识

6.5装置适用性强

该套微型装置还可以用来制取一些液液或者固液不加热反应就能产生的气体，以及