硫及其化合物的性質探究與實驗設計

韓孝堂

關鍵詞：實驗;探究;能力

眾所周知，銅與濃硫酸反應的實驗是高一化學必修一的常規實驗。在高一教學時，老師不敢深層次地挖掘實驗內容，有的實驗現象只能解析到一定程度，因為大多數學生的知識面還達不到相應的高度。若是老師在高三化學總復習時再重做此實驗，并在教材的基礎上增加或補充一些新的實驗，如先做定性實驗引導學生復習掌握硫及其化合物的性質，再設計定量實驗分析化合物的成分，這樣，既能使學生掌握和靈活應用化學知識，又能提高學生分析問題和解決問題的能力，從而起到事半功倍的效果。

一、定性實驗引導復習

銅與濃硫酸反應的裝置和試劑如圖1所示。

1.根據化學方程式（預測）

由CuSO4+SO2↑+2H2O預測應該出現的現象：a.有大量氣泡產生。b.發生裝置中的溶液由無色逐漸變為藍色。c.試管②中無現象。d.試管③中的品紅溶液褪色。e.試管④中酸性高錳酸鉀溶液褪色。f.試管⑤中有淡黃色沉淀產生。

2.實驗驗證

給試管①加熱，發現逐漸出現如下現象：a.銅表面逐漸變黑，溶液中出現大量黑色物質，看不到溶液變藍。b.試管①底部有大量白色固體產生，并帶有黑色顆粒。c.試管①上部有大量白霧產生。d.試管②中有白色沉淀產生。e.試管③中品紅溶液褪色。f.試管④中酸性高錳酸鉀溶液褪色。g.試管⑤中有淡黃色沉淀產生。

反應完畢后將試管中的溶液全部傾倒在一個盛少量蒸餾水的小燒杯中，溶液近乎無色，在其中加入鋅粒后有氣泡產生。在試管①剩余的固體中加入一定量的蒸餾水，振蕩后靜置，發現白色固體消失，溶液變為藍色，試管①底部仍有少量黑色固體，過濾，洗滌、干燥（后續實驗備用）。

3.結論與推想

a.試管②中品紅溶液褪色和試管③中酸性高錳酸鉀褪色證明

有二氧化硫氣體產生。b.試管①中的白霧有可能為硫酸酸霧（待證）。c.試管②中有白色沉淀，可能為二氧化硫被空氣中氧氣氧化后溶于水產生的H2SO4與BaCl2反應的結果;也可能是硫酸酸霧直接與BaCl2反應的結果（待證）。d.試管①中反應后的溶液仍有硫酸，因為與鋅粒反應產生H2。e.試管①中的白色固體為CuSO4，因為加水后溶液變為藍色（原因是反應后的溶液剩較多H2SO4，水的量太少，絕大多數CuSO4沒有溶于水，沒有與水結合而呈白色）。f.試管①底部產生黑色固體可能為CuS或Cu2S或二者混合物（待證），不可能為CuO，因為剩余硫酸會與CuO發生反應。

二、深入探究提高綜合能力

1.白色沉淀產生的原因探究

如圖2將試管①連接CO2發生裝置，打開止水夾K將產生CO2氣體通入試管①中。當試管③中澄清石灰水變渾濁時，關閉止水夾K（排盡裝置中空氣）。然后加熱試管①，使Cu與濃H2SO4發生反應。當看清溶液上方有白霧產生時，試管②中仍有白色沉淀。說明白霧為H2SO4的酸霧。并非SO2被空氣中的氧氣氧化后溶于水產生的硫酸反應結果（原因是加熱時少部分硫酸被氣化而形成酸霧，隨SO2氣體排出后再與BaCl2溶液反應產生硫酸鋇沉淀）。

2.試管①中黑色固體物質的實驗探究

（1）實驗流程

稱取黑色固體m1g放入已稱量過的坩堝中，用酒精燈加熱、灼燒、冷卻、稱量。再灼燒、冷卻、稱量。直到質量不再變化時，記下其質量為m2g。

（2）數據分析

a.若m1+m2=m，則黑色物質為Cu2S。

b.若m2-m/m1=5/6，則黑色物質為CuS。

c.若5/6<（m2-m）/m1<1，則黑色物質為二者混合物。

實驗證明為二者的混合物。

三、小結知識重點和實驗操作，提高綜合能力

通過實驗證明，需要掌握的重點知識有：a.負二價硫和正四價硫的還原性。b.二氧化硫的氧化性。c.二氧化硫的檢驗。d.濃硫酸的特性。e.環保意識。重要操作有：過濾、洗滌、干燥、稱量、灼燒等。培養的能力有：分析能力，實驗設計能力和數據處理能力等。

根據實驗和數據分析應該發生的反應有：

高三化學總復習中，不但要很好地掌握化學知識，更重要的是提高綜合應用能力。特別是通過知識點和實驗的完美結合，深化應用，提高能力，使學生成績更上一層樓。

編輯 張佳琪