從污染性角度談“硫燃燒”實驗改進

賀瑞紅

摘 要：初中化學課中的硫燃燒實驗操作過程存在可視性差和不環保等問題，為提高該實驗的可視性和環保性，從燃燒匙的改進、選用氫氧化鈉溶液為吸收液、實驗裝置氣密性的改進等方面進行深入探討。

關鍵詞：硫燃燒；污染；實驗改進

在“氧氣的性質實驗”中，用燃燒匙盛硫進行實驗，生成的氣體是二氧化硫，該實驗操作過程中存在著諸多問題，對此實驗筆者嘗試從實驗儀器和藥品兩個角度進行實驗改進，以提高該實驗的可視性和環保性。

一、存在的問題

1.目前初中化學課中硫燃燒的演示實驗和學生分組實驗大多采用銅質球冠形燃燒匙。燃燒匙中的銅和硫在燃燒時部分生成硫化亞銅，腐蝕燃燒匙，不易清洗，使用壽命短；同時，硫和銅的反應發光放熱，對硫燃燒火焰顏色的觀察有一定的干擾。一般銅質燃燒匙底較深，取用硫較少時，淡藍色火焰在燃燒匙的內部，學生不易觀察到；點燃硫時，燃燒匙中的硫會先熔化成液態，在演示實驗中也不容易觀察；同時硫在空氣中燃燒生成的淡藍色火焰本身就不清晰，因此取較多硫時，才能觀察到其在空氣中燃燒的淡藍色火焰，這樣必然會造成用量過大，燃燒時間變長，生成二氧化硫有害氣體也相應增多，彌漫于實驗室，造成空氣污染。

2.在實驗結束時，仍可能有剩余的硫，不易熄滅，熄滅硫粉時常常將盛有燃著硫的燃燒匙伸入水中使其熄滅，從而使液態的硫很容易因急速預冷而變硬，較難處理。此外，由于硫不溶于水，可燃性的物質沒有被徹底處理。燃燒產物二氧化硫的泄露會污染環境，實驗中常采用水吸收二氧化硫，而二氧化硫在水里的溶解度較小，吸收不徹底，易起酸霧且不易消失。

3.按傳統方法進行硫在空氣中的燃燒實驗時，會產生大量的二氧化硫彌漫于實驗室，因此要求實驗室具有良好的通風條件。此外，用傳統方法進行氧氣中燃燒的學生實驗時，仍然會有一些二氧化硫氣體從毛玻璃片與集氣瓶口的空隙逸出，導致實驗室的空氣被污染。

二、改進的方法

1.燃燒匙的改進

（1）燃燒匙應選擇淺匙。一方面可以減少硫的用量，減少二氧化硫的排放量；另一方面不影響實驗的觀察。若燃燒匙為深匙的，可在其底部鋪一層石棉絨或細沙，既方便觀察硫燃燒時的現象，又能很容易處理燃燒剩余的硫粉，同時實驗結束后也容易將細沙倒出，還可防止加熱時銅與硫直接接觸而損壞燃燒匙。這是一種較為簡潔的方式。

（2）使用玻璃燃燒匙。具體的制作方法：取一根直徑7 mm，長200 mm的玻璃管，一端放在酒精燈火焰上，邊轉動邊加熱至紅軟，用鑷子夾緊紅軟處，使之封閉，繼續加熱端部，直至厚度基本均勻，再繼續加熱，并從玻璃管另一端吹氣，邊吹邊轉動玻璃管，使端部成為一個直徑約為10 mm的玻璃小球。冷卻后，再使玻璃小球的一側接觸火焰，略加軟化，用洗耳球在另一端緩緩吹氣，使軟化部分凹陷呈匙狀。加熱玻璃管與球部交接處，軟化后彎成直角即成燃燒匙。由于玻璃燃燒匙透明，觀察硫在空氣中的燃燒現象明顯，且在兩種情況時都易于觀察。此外，玻璃和硫不發生反應，使用后易于洗凈。

（3）用改進后的膠頭滴管（有換氣孔），并套上硬質的透明塑料片。具體的制作方法：將膠頭滴管靠近膠頭的部分放在酒精燈火焰上加熱燒軟，用燒紅的金屬刺穿一個小洞，冷卻后套上橡膠帽即可使用。使用時，將膠頭滴管伸入硫粉中吸取少量硫粉，在酒精燈上加熱，待硫融化后，即可擠壓膠頭滴管使產生的硫蒸汽噴出，以便于看到燃燒的現象。需注意的是擠壓膠帽時，將換氣孔堵上，需要補充空氣時，將換氣孔打開。

后兩種方法選用了玻璃材質，如果實驗條件有限，我們還可以選用其他玻璃材質，比如把在試管實驗時因操作不當而掉下來的試管底或凹槽形的玻璃用在此處，用鑷子夾取進行實驗。

為便于學生觀察顏色，可用黑色硬質卡片放在集氣瓶的背后，

在黑色硬質卡片的反襯下，能清楚地觀察到硫在空氣或氧氣中燃燒的火焰顏色，亦可以在集氣瓶背面刷黑色的油漆等。

2.氫氧化鈉溶液的選用

用適量的20%氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化硫，比用水吸收的效果更佳。硫為淡黃色晶體，難溶于水，熔點112 ℃，沸點444.6 ℃，具有可燃性，屬于易燃固體，不能隨意丟棄，我們可以選用氫氧化鈉溶液等強堿性溶液來吸收，原因是硫在加熱條件下能與氫氧化鈉溶液發生反應，生成亞硫酸鈉、硫化鈉和水，可達到除去剩余的硫的目的。

3.實驗裝置氣密性的改進

（1）硫在空氣中或氧氣中燃燒在集氣瓶中進行實驗，有利于用手觸摸集氣瓶外壁，感受反應放熱的事實。為了防止二氧化硫的泄露，還可在燃燒匙上套一浸有水的濾紙，可減少二氧化硫的溢出。

（2）在使用改進后的膠頭滴管進行實驗時，可將較硬的透明塑料片融化穿通成合適的孔，將膠頭滴管套入，這樣燃燒生成的二氧化硫氣體可被較硬的透明塑料片及時地密封在集氣瓶中。

（3）選用空氣中氧氣含量測定實驗裝置完成本實驗，燒杯中加入氫氧化鈉溶液，硫停止燃燒后打開彈簧夾即可。為防止硫燃燒產生的熱影響裝置的氣密性，可將橡皮塞增加一孔，以便于安裝一套有氣球的導氣管。也可以將該裝置右側的導管改為導管口連接一倒扣的漏斗，可增大二氧化硫與水或溶液的接觸面積，較好地吸收二氧化硫。

4.提升實驗綜合性的設計

（1）制氧氣裝置的引入。將硫粉放在兩端開口的玻璃容器中，左側連接用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的發生裝置，應選擇有分液漏斗的那套，有利于調控反應的發生，實驗時，先不通入氧氣，在空氣中點燃硫粉，觀察后，再通入氧氣，觀察。這樣硫在空氣和氧氣中燃燒的現象對比明顯，使學生觀察（感受）到了硫在不同濃度的氧氣中燃燒現象的變化，實現了實驗現象的可控制化。

（2）酸雨成因的實驗引入。在燃燒硫的裝置的右側連接集氣瓶，在集氣瓶里倒入少量的水，放入一粒鋅粒、一小塊大理石和一片樹葉，將硫點燃，一會兒，就可以看見鋅和大理石表面有少量氣泡冒出，樹葉發黃。該實驗集幾個實驗于一體，驗證了氧氣的性質、酸雨的成因和危害，消除了實驗中二氧化硫對空氣的污染，“變廢為寶”。

參考文獻：

柯虹.硫燃燒實驗的改進[J].滁州師專學報，2001.

編輯 薛直艷endprint