硫粉燃燒實驗改進

王書梅

摘 ? 要：在進行硫在空氣和氧氣里燃燒的實驗時，會生成有刺激性氣味的二氧化硫，這樣既污染環(huán)境又危害師生的身心健康，因此許多教師都不太愿意做此演示實驗。而通過改進，此實驗可自始至終地讓硫粉在密閉的空間內(nèi)燃燒，如此完美地解決了多年以來困擾師生的煩惱，確保師生在無毒無害的環(huán)境下簡捷高效地進行實驗。

關鍵詞：初中化學;硫粉燃燒;二氧化硫;密閉裝置;可視化

中圖分類號：G633.8 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1009-010X（2019）20/23-0069-03

一、教材實驗分析

本實驗選材于人教版九年級化學上冊第二單元課題2硫分別在空氣和氧氣里燃燒的實驗，該實驗在實際操作中存在以下六個問題。

1.硫粉燃燒生成的二氧化硫有毒，且具有刺激性氣味。它在燃燒的過程中會從集氣瓶口逸出一部分，危害學生的身心健康，尤其是長期在一線教學，需要在多個班重復做此演示實驗的化學教師，更是苦不堪言，活脫脫成了一名二氧化硫“吸收器”。因此很多化學教師從心里抗拒做此實驗，而又不得不做（此實驗是九年級化學上冊中一個非常重要的演示實驗），很是矛盾，這個是我們改進此實驗最主要的原因。

2.若采用教材中的實驗方法，由于準備的氧氣有限，所以只能進行一次性實驗，不能重復做，實驗現(xiàn)象稍縱即逝，難以持續(xù)，學生看得不夠真切，所以每次做完實驗學生都有意猶未盡的感覺，即學生的好奇心得不到充分的滿足。

3.為上課做實驗準備的氧氣易流失，由此常常會導致實驗失敗，這讓教師很是尷尬。如此既浪費了課堂上寶貴的學習時間，又顯得教師低效而無能，學生也覺得失望而掃興。

4.硫粉燃燒完之后尾氣的處理，教材中的實驗只是說用水吸收，究竟有沒有吸收完，不得而知。

5.實驗藥品用量較多，氧氣至少需要一集氣瓶，硫粉大約需要一藥匙。浪費是一方面，關鍵是硫粉燃燒造成的污染和危害較多，因此藥品用量多很是不合適。

6.操作不太簡便，不能集硫粉在空氣中和氧氣中燃燒與處理尾氣于一體，不能一氣呵成，耗時較多，不符合高效課堂的理念。

針對以上問題，筆者反復改進實驗，力求實驗環(huán)保、節(jié)約、高效、優(yōu)化。

二、實驗改進

（一）實驗用品

儀器材料： 酒精燈、封住底部并且側面打孔的玻璃鐘罩和配套的橡皮塞、50毫升的小燒杯、直角玻璃導管、短而細的小導管、氣球、大號針頭、點火器、 塑料堵頭、安全環(huán)保型氣體發(fā)生器、注射器等。

藥品：硫粉、過氧化氫溶液、自制的塊狀二氧化錳、 20%的氫氧化鈉溶液、酚酞試劑。

（二）實驗裝置

由兩部分構成，燃燒裝置和制氧裝置。

（三）器材的制作

燃燒裝置的制作：

1.經(jīng)過多次嘗試發(fā)現(xiàn)，玻璃鐘罩體積比較大，點火器可以在其中點燃硫粉，體積小的容器不行。而且為保證硫粉在其中燃燒后不會形成酸霧，不影響實驗現(xiàn)象的觀察，所以在玻璃鐘罩的側面中部打孔，并用塑料管件固定好，然后用可拆卸的合適的堵頭密封好，保證不漏氣。在堵頭上打孔固定一個點火器，同時玻璃鐘罩的底部用合適的圓形玻璃片密封好，以確保整個裝置良好的氣密性。

2.在與鐘罩口配套的橡皮塞上打三個孔，一個孔塞入直角玻璃導管，而且導管下端做成喇叭狀（以便使沾上的硫粉不會掉落下來），為引燃硫粉使用;另一個孔塞入一段較短、細的玻璃導管，上端固定一個氣球，為硫粉燃燒時緩沖裝置中的壓力使用;第三個孔插入一個注射器的針頭，為方便注入氫氧化鈉溶液消除尾氣使用。

制取氧氣部分：

選用安全環(huán)保型氣體發(fā)生器，如此既能隨時制取氧氣，又能儲存制好的氧氣備用。

發(fā)生裝置和制氧裝置之間用乳膠管和帶開關的輸液器導管連接，可開可關。

（四）實驗操作

1.在鐘罩內(nèi)加入100毫升滴有酚酞試劑呈紅色的20%的氫氧化鈉溶液。

2.用酒精燈加熱下端呈喇叭狀的玻璃導管，然后在裝有硫粉的小燒杯中沾上硫粉，伸入鐘罩內(nèi)并塞緊橡皮塞。

3.用點火器點燃硫粉，觀察到硫粉在密閉鐘罩內(nèi)的燃燒情況——發(fā)出微弱的淡藍色火焰。

4.打開通氧氣的開關，迅速鼓入氧氣，觀察到導管口噴出一簇明亮的藍紫色火焰，硫粉燃燒得很劇烈，停止通氧氣便又恢復成淡藍色火焰。對比效果非常明顯，還可以反復操作，反復對比，給人以強烈的視覺沖擊力，讓學生一飽眼福。

5.實驗完畢后，稍稍松動帶有點火器的堵頭，可以用招手扇氣法讓學生感受二氧化硫的刺激性氣味，并迅速撤下點火器，用另一個完好的堵頭堵住，這樣密封好，保證不漏氣。

6.晃動鐘罩內(nèi)呈紅色的氫氧化鈉溶液，使其吸收鐘罩內(nèi)的生成物二氧化硫，如果紅色溶液變?yōu)闊o色，說明其吸收了生成的二氧化硫。為驗證究竟有沒有完全吸收，可再次加入滴有酚酞呈紅色的氫氧化鈉溶液驗證，充分反應后，若溶液中的紅色沒有消失，說明二氧化硫被處理完了，靜止一段時間后就可以放心地打開容器進行拆除、清洗、備用了。

（五）實驗效果

在密閉的鐘罩內(nèi)點燃硫粉，如此既有效避免了二氧化硫的外逸，消除了污染，又便于對比硫粉在空氣中和氧氣中燃燒現(xiàn)象的不同，且前后對比性很強，視覺沖擊很震撼，也充分滿足了學生的好奇心，讓學生一飽眼福。而且這樣裝置中的尾氣還能夠做到可視化消除，使尾氣處理變得有“跡”可尋，不至于面對多余尾氣的突然襲擊，束手無策，任其危害師生和周圍環(huán)境。

三、實驗改進后的優(yōu)點

1.環(huán)保：變開放式燃燒為在密閉裝置中燃燒，有效阻止了二氧化硫的外逸，防止其污染環(huán)境和危害師生的身體健康，且底部裝有滴有酚酞呈紅色的堿溶液能對二氧化硫進行快速而顯著地吸收。

2.節(jié)約：氧氣用量可控制，用則放，不用則停，節(jié)約便捷。同時硫粉的用量也是最少的，這樣可避免生成更多的污染物。

3.實驗現(xiàn)象對比明顯：在同一個容器中既可出現(xiàn)微弱的淡藍色火焰，又可出現(xiàn)明亮的藍紫色火焰， 給人以強烈的視覺沖擊，同時也充分滿足了學生的好奇心。

4.用玻璃管代替銅質燃燒匙，如此可排除硫與鐵或銅反應發(fā)光、放熱對硫燃燒火焰顏色的干擾，即提高了實驗的科學性。

5.實現(xiàn)尾氣處理的可視化：用滴有酚酞呈紅色的氫氧化鈉溶液代替水來吸收二氧化硫，吸收效果比水好，而且還可判斷是否吸收完全。若沒有吸收完，還可以進行二次操作，直至完全處理掉，可操作性很強。

6.操作簡單且可反復操作，打破了傳統(tǒng)實驗的一次性，令學生大飽眼福，極大地滿足了學生的好奇心。

7.適用范圍廣，不受外界條件的限制，如無需電源等。

8.原材料廉價易得，點火器、安全環(huán)保型氣體發(fā)生器、堵頭等很常見，而且都可拆卸，可隨身攜帶，具有可推廣性。

9.避免了傳統(tǒng)實驗的許多弊端，氣密性很好的安全環(huán)保型氣體發(fā)生器既能有效避免因氧氣保管不當而導致的實驗失敗，又可以隨時制取氧氣，用多少就能馬上制取多少，節(jié)約寶貴的課堂時間，便捷、高效。

四、實驗注意事項

點火器用完后要及時撤離，防止二氧化硫溶于水形成的酸腐蝕點火器的金屬桿，以免損壞點火器的部件，影響下次使用。