二氧化硫性質(zhì)的實驗設(shè)計

一、問題的提出

二氧化硫是中學階段研究的重要氧化物之一，相關(guān)探究實驗內(nèi)容較多。因二氧化硫有一定的毒性，保存與使用時不太方便，給教師的實驗教學帶來一定的困難。如何能夠在二氧化硫使用量較少且安全的條件下高效地完成實驗教學呢？筆者在教學中設(shè)計出以下實驗方案，取得了很好的教學效果。

二、實驗儀器與藥品

（一）實驗儀器

大試管1支，小試管8支（試管均配有橡膠塞），試管架1只，膠頭滴管3支，小燒杯1只，酒精燈1只，試管夾1只。

（二）實驗藥品

一大試管二氧化硫氣體（課前收集，塞子塞好），蒸餾水，石蕊試液，品紅溶液，澄清石灰水，BaCl2溶液，雙氧水，酸性KMnO4溶液，氯水，Na2S溶液，F(xiàn)eCl3溶液，KSCN溶液。

三、實驗設(shè)計

（一）物理性質(zhì)

展示盛有二氧化硫的大試管，學生觀察總結(jié)：無色，氣體，刺激性氣味（將塞子打開，用手扇動聞氣味后，立即將試管塞好）。易溶于水（將試管倒置于盛有約30mL蒸餾水的小燒杯中，試管內(nèi)液面上升，形成一段水柱，教師也可利用這段時間，分析歸納二氧化硫的相關(guān)物理性質(zhì)）。

（二）化學性質(zhì)

1. 酸性氧化物

（1）與水反應(yīng)

分析倒置試管中水柱上升的原因：SO2+ H2O ？葑H2SO3 。強調(diào)該反應(yīng)的可逆性，溶液中有SO2與H2SO3，其中硫均為+4價，說明兩者某些化學性質(zhì)相似，為下面用二氧化硫水溶液來代替二氧化硫進行實驗，作好理論解釋。取出倒置的大試管，將燒杯中的溶液全部倒入大試管中，塞上塞子備用。

（2）酸堿指示劑變色

用小試管取約2mL二氧化硫水溶液，向其中滴幾滴石蕊試液，溶液變紅色，說明該溶液為酸性。

（3）與堿反應(yīng)

用小試管取約1mL澄清石灰水，用膠頭滴管向其中滴入二氧化硫水溶液：開始白色沉淀生成并增多，最后白色沉淀又逐漸消失。此現(xiàn)象與二氧化碳通入澄清石灰水的反應(yīng)類似，教師可引導學生將兩者進行對比學習。

2. 漂白性

用小試管取約2mL二氧化硫水溶液，向其中滴幾滴品紅溶液，品紅溶液褪色，體現(xiàn)二氧化硫的漂白性。再將褪色后的溶液加熱，溶液又恢復紅色（此時將小試管用塞子塞?。＝處煂⒍趸蚺c氯水的漂白性作對比，可引導學生從漂白原理（氯水：氯水中的次氯酸等強氧化性物質(zhì)使有機色素褪色。二氧化硫：利用二氧化硫與有機色素結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)使之褪色）、漂白范圍（氯水：能漂白大部分有機色素。二氧化硫：能漂白少部分的有機色素?？膳e例：二氧化硫使石蕊變紅后，不褪色。而氯水可使石蕊變紅后，又褪色）、漂白效果（氯水：漂白效果是永久、不可逆的，加熱不恢復原來顏色。二氧化硫：漂白效果是暫時、可逆的，加熱可以恢復原來顏色）、同類物質(zhì)歸納（氯水：過氧化鈉、雙氧水、臭氧等。二氧化硫：中學階段沒有涉及同類型漂白劑）等方面作對比分析，在此基礎(chǔ)上對中學階段常見漂白劑進行歸納總結(jié)。這時教師再次展示冷卻后的小試管，發(fā)現(xiàn)溶液又變?yōu)闊o色，可進一步啟發(fā)學生探究此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

3. 還原性

（1）與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)

用小試管取約2mL二氧化硫水溶液，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去。體現(xiàn)了二氧化硫的還原性（而非漂白性），反應(yīng)原理：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。

（2）與氯水反應(yīng)

用小試管取約1mL二氧化硫水溶液，向其中滴加氯水，黃綠色褪去。進一步驗證二氧化硫的還原性。反應(yīng)原理：Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4。此時可設(shè)計問題：將二氧化硫與氯水同時作用于有色布條，漂白效果會更好嗎？

（3）與Fe3+反應(yīng)

用小試管取約0.5mL FeCl3溶液，向其中滴幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色。再加入二氧化硫水溶液，血紅色褪去。反應(yīng)原理：2Fe3++SO2+2H2O=

2Fe2++SO42-+4H+。因Fe3+氧化性比較弱，則說明二氧化硫有較強的還原性。

（4）與雙氧水反應(yīng)

用小試管取約2mL二氧化硫水溶液，向其中滴加BaCl2溶液，無明顯現(xiàn)象，因為兩者不反應(yīng)。接著將試管不斷振蕩，仔細觀察，溶液中開始慢慢出現(xiàn)白色渾濁。原因：空氣中的氧氣將部分亞硫酸氧化為硫酸，可產(chǎn)生少量硫酸鋇白色沉淀。再向此溶液中滴幾滴雙氧水，則立即產(chǎn)生大量白色沉淀，可說明雙氧水很容易將二氧化硫氧化。

4. 氧化性

用小試管取約1mL二氧化硫水溶液，向其中滴加硫化鈉溶液，產(chǎn)生淡黃色渾濁。反應(yīng)原理：SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O。體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性。

四、本實驗設(shè)計的優(yōu)點及提示

（一）優(yōu)點

1.連續(xù)性：本實驗設(shè)計為一系列探究性或驗證性實驗，實驗內(nèi)容全面，包含二氧化硫的酸性氧化物、漂白性、還原性（較強）、氧化性（較弱）等相關(guān)性質(zhì)，在做中學，充分體現(xiàn)了實驗探究式教學的優(yōu)勢。

2.節(jié)約性：僅用一支大試管的二氧化硫，就成功完成一系列實驗操作并取得預(yù)期的教學效果。

3.環(huán)保性：大試管與小試管均配有塞子，既防止實驗過程中二氧化硫水溶液被氧氣氧化，又避免二氧化硫逸出對環(huán)境造成污染，增強了學生的環(huán)保意識。

（二）提示

1.用二氧化硫水溶液代替二氧化硫氣體進行實驗，需要學生理解兩者的關(guān)系。

2.藥品的用量要控制好，避免二氧化硫水溶液不夠用。