二氧化硫性質檢驗的綠色化實驗設計

原知則

摘要：化學實驗對提高化學教學質量，培養學生科學素養有著重要的意義。二氧化硫的性質檢驗是高中化學教學中一個很重要的實驗。作者使用注射器、三通閥、硬質玻璃管等材料設計了一套二氧化硫性質實驗的綠色微型化實驗裝置。該實驗不僅簡潔易操作、現象明顯而且具有一定的探究性。

關鍵詞：SO2的性質；實驗設計；注射器

文章編號：1008-0546（2017）01-0093-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.029

一、實驗目的

二氧化硫的性質檢驗是高中化學教學中一個很重要的實驗，它包括二氧化硫與水的作用、二氧化硫的酸性、還原性、氧化性和漂白性。教材中有關二氧化硫氣體性質的實驗方案不僅會有部分氣體逸出，而且內容也比較單薄。在課堂教學中，為完成所有的性質實驗，教師往往要攜帶二氧化硫等氣體的制取裝置以及其他有關性質實驗的所有儀器與藥品，實驗過程比較煩瑣，用時較長，而且容易造成污染。為解決這個問題，從環保、安全、易操作的角度出發，筆者設計了一套二氧化硫性質實驗的綠色微型化實驗裝置，使實驗在密閉體系中進行，多余的SO2處理方便可靠。改進后的裝置簡單、便攜、容易操控、實驗現象明顯、藥品用量少、實驗時間短、環保無污染、 體現了實驗的簡約與綠色化的思想。

二、實驗儀器及試劑

實驗儀器：50 mL的注射器三個，三通閥一個，硬質試管一個，單孔橡膠塞兩個，小燒杯一個，脫脂棉若干，鐵架臺兩個，酒精燈，火柴，導管，肚容式導管

實驗試劑：70% 濃硫酸，無水亞硫酸鈉固體，品紅溶液，KMnO4溶液，紫色石蕊試液，Na2S溶液，NaOH溶液，酚酞試液

三、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明

1. 儀器組裝圖見圖1，電腦設計圖見圖2。

2. 在硬質試管中依次裝入蘸有品紅溶液，高錳酸鉀溶液，紫色石蕊試液，硫化鈉溶液和滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的脫脂棉，如圖所示連接好裝置。

四、實驗操作

1. 檢驗裝置氣密性，裝入藥品。

2. 旋轉三通閥，使兩只注射器與硬質試管實現三通，推動注射器1，將70%濃硫酸推入注射器2與無水亞硫酸鈉固體反應，產生氣體后旋轉三通閥使注射器2與硬質試管相通。

3. 二氧化硫氣體在硬質試管中依次反應，觀察到品紅溶液褪色，高錳酸鉀溶液褪色，石蕊試液變紅，硫化鈉溶液中有淡黃色硫單質生成，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，最后多余的氣體被氫氧化鈉溶液吸收。

4. 用酒精燈對褪色之后的品紅加熱， 又恢復紅色，對比石蕊試液只是變紅而未褪色，得出二氧化硫不能漂白酸堿指示劑。

5. 用酒精燈對褪色后的其他脫脂棉加熱，沒有恢復紅色，說明它們的褪色原理不同。

6. 實驗結束后，取下注射器1，連接上注射器3，轉動三通閥，使注射器3與硬質試管相通，推動注射器3，將體系中殘留的氣體排出，被氫氧化鈉溶液吸收。

五、改進的意義

1. 整套裝置通過三通閥連接將多個實驗作整體化設計，在密閉體系內便可完成二氧化硫氣體的制備以及一系列性質驗證實驗，在有限的教學時間內提高了課堂教學效益。

2. 實驗藥品用量少， 有利于培養學生的節約意識。

3. 實驗操作簡單易行，裝入藥品后僅需推動注射器便可引發反應，且用時較短，整個實驗過程不超過3分鐘。

4. 實驗現象非常明顯，從產生二氧化硫氣體開始，1分鐘內即可看見性質驗證實驗中的顏色發生明顯的改變，直觀性較強。

5. 實驗設計綠色環保，實驗始終在密閉容器中進行，多余的二氧化硫氣體可被氫氧化鈉溶液吸收，在實驗結束時用空的注射器可將體系中殘留的氣體全部排出，吸收，保證所有的SO2氣體均不會擴散至空氣中，實現污染氣體零排放，安全環保。

6. 實驗裝置可用于推廣，除二氧化硫氣體外，還可用于其他氣體如氯氣、二氧化氮等氣體的性質實驗的探究，只需更換所用試劑即可。

六、討論與反思

化學實驗是化學課堂中激發學生興趣的有效方法之一?？焖?、簡潔、整體的實驗驗證可以提高單位時間課堂的容量，增加學生思維的維度。使教學更加豐富多彩。對教學實驗的研究更要突出安全性、科學性、可操作性、簡潔性。為了適應目前化學科學的迅猛發展，順應將新課程理念轉化為教學行動的需要，有些實驗有必要進行改進。

教學過程中對實驗的使用比實驗本身更為重要。從發揮學生主體作用出發，設計好學生的活動，使學生多觀察、多探究、多分析、多思考才能達到育人的目的，實現教學的有效性。

參考文獻

[1] 肖常磊.中學化學實驗教學論[M].北京：化學工業出版社，2008，90-97

[2] 人民教育出版社課程教材研究所化學課程教材研發中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學1（必修）[M]. 北京：人民教育出版社，2011