二氧化硫的性質演示實驗改進

龍見濤

【摘要】 二氧化硫是高中元素及其化合物部分的一種重要的化合物，其典型性質在各類試題中廣泛涉及，成為各類考題的知識載體。在現行人教版教材中關于二氧化硫的性質的演示實驗是直接在試管中進行，且不能完全反映出二氧化硫的性質，同時，二氧化硫又是一種典型的有毒大氣污染物，危害人體的健康，在實驗過程中污染較大，且實驗現象不明顯，不利于學生的觀察。為此，筆者在本文中對本實驗進行改進。

【關鍵詞】 二氧化硫 演示實驗

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2015）03-075-02

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1.教材實驗中的不足

教材中實驗對二氧化硫漂白性質的實驗一直采用以下操作：將二氧化硫水溶液通入裝有品紅溶液的試管中，品紅溶液的紅色褪去（圖1），再加熱試管，紅色又恢復（圖2）。由此教材得出結論：用二氧化硫漂白過的有色物質，在一定的條件下還可以恢復原來的顏色，這是因為二氧化硫和某些物質化合生成的無色物質不穩定，容易分解而恢復原來的顏色。

此實驗存在三點不足：

（1）本實驗中使用的二氧化硫水溶液，是由前面一個驗證二氧化硫能溶于水的實驗而制得，其濃度很低，實驗現象不明顯；

（2）由于實驗中使用的是二氧化硫水溶液來進行漂白實驗，在前面學習、探究了氯氣的漂白性后，學生容易產生疑問：究竟是二氧化硫氣體還是二氧化硫水溶液使得品紅溶液的紅色褪去；

（3）實驗采用試管來進行實驗，在驗證二氧化硫漂白性不穩定的實驗中，試管加熱分解出的SO2不經處理，直接排放入空氣中會對環境造成污染。

同時現行高中化學教材只講解了二氧化硫易溶于水、能被氧氣氧化兩個性質，不能全面地反映出二氧化硫的化學性質，且實驗比較單一，不利于調動學生的學習激情，也沒有體現SO2氣體對環境影響。在二氧化硫的氧化性、還原性、水溶液的酸性等沒有明確的實驗去驗證。

在教學中部分老師考慮到這一問題，但往往只是把實驗添加進去了而沒有考慮環保，實驗現象等問題。例如：有老師在做二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色時，事先在實驗室用塑料瓶收集滿二氧化硫后，在教室用注射器取少量氣體，通入溶液中，觀察酸性高錳酸鉀溶液是否褪色。在此考慮到了環保的問題，但取出的少量氣體是否能是溶液褪色？如果量取的不夠會使學生得出相反的結論。

同時有人將二氧化硫的性質實驗進行了改進，只需用注射器和試紙即可完成，如左圖所示：

該實驗裝置用生活中常見的注射器來進行實驗，接近生活，且該實驗理念也是集二氧化硫的幾個性質實驗于一個實驗的一個微型實驗。但該實驗作為分組實驗讓學生來做是可行，如果作為演示實驗則很難讓學生看得清楚。

為了更好地通過實驗證實二氧化硫的氧化性，有對該實驗進行了如下改進的，實驗裝置圖如下：

在該改進實驗中，實現二氧化硫制取及硫化氫氣體制取的合一，實現對二氧化硫酸性、氧化性、還原性的驗證，通過二氧化硫與硫化氫的反應，驗證二氧化硫的氧化性。該改進方法在分組實驗中可行，但在演示實驗現象不太好觀察，SO2的漂白是可逆的不能通過實驗體現。為此，做了如下改進：

2.裝置改進

根據新課改的目標要求，在學生學習知識的基礎上培養學的動手能力和創新能力。以創設綠色微型化化學實驗的理念出發，現對SO2性質實驗的裝置進行了改進。二氧化硫的性質實驗涉及二氧化硫的制取和幾個獨立的性質實驗。本實驗把幾個性質小實驗組合在一起并在一個密閉空間里進行（圖3），避免了當堂制取氣體的麻煩又節約了時間而且避免了造成空氣污染，是一個節約、環保、微量、簡便易行的實驗改進。同時可以通過對比實驗的方式培養學生觀察、分析問題的能力。

3.實驗原理

二氧化硫的性質是高中化學教學的重要內容，它包括二氧化硫的“酸性”、漂白性、還原性與氧化性。

（1）實驗室制取二氧化硫：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O。

（2）二氧化硫具有漂白性，能與品紅溶液中有色物質結合生成無色不穩定的物質，因此，加熱后，二氧化硫重新逸出，無色溶液重新變為紅色。

（3）二氧化硫具有還原性

2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

（4）二氧化硫具有氧化性

Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO32H2S+SO2=3S+2H2O

4.實驗藥品與儀器：

藥品：濃硫酸、亞硫酸鈉固體、高錳酸鉀溶液、品紅溶液、NaOH溶液硫化鈉溶液

儀器：鐵架臺帶膠塞的試管酒精燈具支試管導管橡膠管

5.實驗步驟：

（1）連接好裝置，并檢查裝置的氣密性。

（2）分別在B、C、D、E試管中裝入品紅溶液、高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液、氫氧化鈉溶液待用。

（3）向試管A中加入一定量的亞硫酸鈉固體，同時加入一定量的濃硫酸迅速塞緊活塞，觀察B、C、D中的顏色變化。

（4）當B中品紅溶液褪色時，用酒精燈加熱試管B，觀察顏色變化。

6.實驗現象及結論

（1）試管A中發生反應后，試管B褪色，試管C褪色，試管D出現淺黃色沉淀，即可驗證了SO2的漂白性、還原性、氧化性。

（2）當用酒精燈加熱試管B時，B試管中品紅的顏色恢復，則說明了品紅的漂白是可逆的，不穩定的。

7.實驗改進后的優點

（1）對SO2的制備性質檢驗，在一個套裝置中完成，現象明顯，在SO2的漂白實驗中直接用酒精燈加熱試管，操作簡單。適用于課堂教學演示實驗，便于學生分組實驗。

（2）對SO2性質進行了封閉式實驗，減少實驗過程中SO2氣體對教室環境的污染，增強學生的環保意識。

（3）實驗裝置簡單，設計科學，操作方便，體現了化學實驗教學的簡約原則。