二氧化硫性質學生分組實驗設計

王志丹

摘 要 二氧化硫是高中化學中重要物質之一，性質廣泛，學生學習其部分性質內容時易混淆。結合教學實踐，筆者設計了操作簡單、現象明顯、環保的學生分組實驗，便于學生在實驗過程中學習二氧化硫的性質。

關鍵詞 二氧化硫;性質;學生分組實驗

中圖分類號：TD711+.43，O361.2?????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????????????????????? 文章編號：1002-7661（2019）12-0174-01

二氧化硫是高中階段化學的一種重要物質，其性質廣泛，包括酸性氧化物、氧化性、漂白性、還原性。一般教師在講授該課時，采用連續性實驗或者微型實驗進行演示，而連續性實驗要同時完成制備、多個性質驗證、尾氣處理等多個小實驗，不利于學生邊觀察、邊思考、邊學習;微型實驗試劑用量少、污染小，但不利于學生觀察實驗現象，所以筆者設計了將二氧化硫溶于水制成水溶液進行學生分組實驗教學，應用于教學實踐中，取得了很好的教學效果，設計如下。

一、實驗用品

儀器：酒精燈、膠頭滴管、小試管若干

藥品：SO₂水溶液、紫色石蕊試液、Ba（OH）₂溶液（或者澄清石灰水）、稀鹽酸、品紅溶液、酸性KMnO₄溶液、碘水、淀粉混溶液、FeCl₃溶液、KSCN溶液、K₃[Fe（CN）₆]溶液、Na₂S溶液

二、實驗過程設計

（一）物理性質

指導學生觀察SO₂水溶液顏色，并打開瓶塞扇聞有無氣味，體會SO₂的顏色、氣味及溶解性。

（二）酸性氧化物

①取少量SO₂溶液于小試管中，滴加幾滴紫色石蕊溶液，振蕩，溶液變紅色，說明溶液呈酸性（或用潔凈玻璃棒蘸取SO₂溶液點在藍色石蕊試紙上，試紙變紅，說明溶液呈酸性）。

解釋原因：二氧化硫與水反應生成亞硫酸造成溶液顯酸性，化學方程式：SO₂+H₂O?H₂SO₃。由此介紹可逆反應的概念和簡單特征，并說明溶于水后只有一部分SO₂與水反應生成H₂SO₃，溶液中還是含有較多的SO₂分子，為以下實驗的理論解釋做好鋪墊。

②取少量Ba（OH）₂溶液（或者澄清石灰水）于小試管中，滴入幾滴SO₂水溶液，振蕩，溶液產生白色沉淀。教師可引導學生猜想白色沉淀是何種物質，學生認為可能是BaSO₄或BaSO₃（CaSO₄或CaSO₃），查閱資料了解二者化學性質的區別，思考、討論，設計實驗操做、預計實驗現象驗證產物，小結后學生向渾濁液中滴加足量稀鹽酸，振蕩，溶液變澄清，則證明產物為BaSO₃（CaSO₃）。

解釋原因：該過程中涉及到的化學方程式有——SO₂+Ba（OH）₂=BaSO₃↓+H₂O，BaSO₃+2HCl=BaCl₂+SO₂↑+H₂O[或SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O，CaSO₃+2HCl=CaCl₂+SO₂↑+H₂O]，BaSO₃（CaSO₃）能與稀鹽酸反應而溶解，BaSO₄（CaSO₄）不溶于稀鹽酸。

（三）漂白性

取少量SO₂溶液于小試管中，滴加品紅溶液，振蕩，溶液褪色，再將試管置于酒精燈上加熱，溶液又恢復紅色。

解釋原因：SO_2能與部分有機色素（例如品紅）結合生成不穩定的無色物質使其褪色，受熱后不穩定的無色物質分解再生成有機色素。

（四）還原性

①取少量SO₂溶液于小試管中，滴加幾滴酸性KMnO₄溶液，振蕩，溶液褪色。為與品紅褪色原理對比，將褪色后的溶液也置于酒精燈上加熱，溶液依然保持無色，說明兩種溶液褪色原理不同。

解釋原因：KMnO₄被SO₂還原生成無色物質，離子方程式：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺。

②取少量碘水于小試管中，滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍，再滴入足量SO₂溶液，振蕩，溶液藍色褪去，也可置于酒精燈上加熱，觀察是否恢復原色。

解釋原因：I₂被SO₂還原生成I^-，化學方程式：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI。

③取少量FeCl₃溶液于小試管中，滴入足量SO₂溶液，振蕩，溶液由黃色變為淺綠色，再滴入幾滴KSCN溶液或K₃[Fe（CN）₆]溶液，溶液不變紅或產生藍色沉淀。

解釋原因：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓

（五）氧化性

取少量SO₂溶液于小試管中，加入Na₂S溶液，振蕩，產生淡黃色沉淀。

解釋原因：淡黃色沉淀為硫單質，Na₂S中硫元素化合價由-2價升高為0價，SO₂中硫元素化合價由+4價降低為0價，體現SO₂的氧化性。

三、本實驗設計優點及注意事項

（一）將SO₂溶于水制成溶液進行實驗，現象明顯，與傳統的直接用SO₂氣體進行實驗相比，實驗過程中逸出的SO₂量極少，不需要考慮尾氣吸收，操作簡單安全，適用于學生親自操作體會SO₂的性質，加深對其性質的理解。

（二）SO₂水溶液的制備方法：用Na₂SO₃粉末與70%濃硫酸反應，產生的氣體直接導入蒸餾水中即可，同時注意尾氣吸收。

（三）SO₂水溶液不可長時間保存，要現用現制，否則久置過程中溶液中的H₂SO₃會被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄。若用含H₂SO₄雜質的溶液進行實驗，則酸性氧化物性質實驗②中生成的白色沉淀含BaSO₄或CaSO₄，不能完全溶于稀鹽酸，造成對SO₂與堿反應產物的判斷得出錯誤結論。

參考文獻：

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