二氧化硫的性质(【实验探索】二氧化硫性质探究的实验改进)

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二氧化硫的性质
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二氧化硫性质探究的实验改进张鲜桃(伊川县实验高中  河南洛阳  471300)【未经授权,任何公众号请勿转载,侵权必究!】
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1 问题的提出二氧化硫的性质是高中化学必修内容,考试经常考查。但是由于二氧化硫气体有毒,其制备及性质探究的有关实验人教版化学必修1上没有相关实验,教辅及相关文献上的实验设计操作繁琐,所以很多老师采用类比二氧化碳的性质及观看实验视频的方式代替课堂动手实验探究的教学方式。为了克服以上问题,我查阅了有关文献,虽然有很多改进型实验,但是大多所用仪器繁多,组装复杂,不太适合在课堂教学中演示。于是,我参考了有关文献资料[1-5]对实验做了如下改进,使实验操作更便捷,更节约药品,实验现象更直观,可分段进行实验,也有利于环境保护。2 本实验的改进2.1 实验用品带有橡胶塞的250mL广口瓶(1个)、20#针头(2个)、5mL注射器(3个,并标有序号1号、2号、3号)、50mL注射器(2个)、铜丝一段、橡皮管2段、试管夹、试管(2支)、双面胶、有色布条、滤纸、鲜花、蓝色石蕊试纸、酒精灯、亚硫酸钠固体、70%的硫酸溶液、蒸馏水、硫化钠溶液、品红溶液、高锰酸钾酸性溶液、酚酞溶液、浓氢氧化钠溶液。2.2 准备工作(1)取一个250mL广口瓶,瓶塞上插入2个20#注射器针头。取一根铜丝折叠成如图1所示形状的支架,在相应位置固定上:1号湿润的有色布条、2号湿润的蓝色石蕊试纸、3号浸有品红溶液的滤纸片、 4号浸有酸性高锰酸钾溶液的滤纸片、5号浸有酚酞的氢氧化钠溶液的滤纸片、6号为一朵鲜花。(2)向一支试管中加入3mL品红溶液,另一只试管中加入3mL硫化钠溶液。(3)向1号注射器中吸入3mL蒸馏水、2号注射器中吸入3mL70%的硫酸溶液、3号注射器中吸入5mL浓NaOH溶液。2.3 实验步骤、现象和结论2.3.1 实验步骤(1)称取2.2g亚硫酸钠固体,将其倒入250mL广口瓶中,再将已准备好的载有相应用品的铜丝架放入广口瓶中并盖紧橡皮塞。(2)将2号注射器插入橡皮塞上左侧注射针头上,右侧针头上插入1号注射器。(3)将3mL硫酸注入广口瓶后拔掉左侧2号注射器,并用湿润的蓝色石蕊试纸放在左侧出气孔,待石蕊试纸变红后,迅速将50mL注射器插入左孔,用于收集二氧化硫气体,然后将1号注射器中的3mL蒸留水注入广口瓶。一支注射器收集满后迅速换另一支50mL注射器收集,并将拔下的盛满二氧化硫的注射器出气口用胶布封口,防止气体逸出。然后观察并记录广口瓶中铜丝架上有关实验现象。(4)将注射器中收集的二氧化硫气体沿橡皮管缓慢注入品红溶液和硫化钠溶液中,观察实验现象。将褪色后的品红溶液置于酒精灯上加热观察实验现象。(5)将第一支二氧化硫气体已用完的50mL注射器再次接入广口瓶瓶塞的左孔针头上,把右孔上的1号注射器换成3号吸有氢氧化钠溶液的注射器,按紧。用力拉左侧注射器的活塞吸入约20mL广口瓶内的二氧化硫气体,此时右侧注射器中的氢氧化钠溶液自动流入广口瓶中,用于充分吸收尾气。(6)将吸有二氧化硫气体的注射器插入盛有蒸馏水的烧杯中,出气口插入液面下,片刻后发现蒸馏水倒吸进入注射器中。取出注射器,将内部的溶液滴在蓝色石蕊试纸上,观察试纸颜色的变化。2.3.2 实验现象1号有色布条未褪色,2号试纸变红色,3号、4号和5号滤纸均褪色, 6号鲜花褪色;通入二氧化硫的品红溶液褪色,加热后又恢复红色;硫化钠溶液变浑浊;二氧化硫的水溶液使蓝色石蕊试纸变红色。2.3.3 实验结论二氧化硫易溶于水,所得水溶液呈酸性;二氧化硫具有氧化性和还原性;二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,但漂白后的产物不稳定,具有可逆性,加热后又变红色。同时发现,二氧化硫不能使有色布条及酸碱指示剂褪色。3 实验的几点说明(1)亚硫酸钠固体与70%的硫酸反应接触面积小,为了加快反应速率,注入了3mL蒸馏水。(2)为了便于每个学生观察清楚实验现象,可借助手机同步工具,用同步助手实现了手机屏幕与白板同屏展示处理。(3)为了探究二氧化硫使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去的原因,在实验结束后,将实验所用铜丝架取出,向已褪色的5号滤纸片上再滴入几滴氢氧化钠溶液,滤纸再次变红,说明褪色原因是发生了酸碱中和。(4)本实验均用塑料注射器,塑料注射器活塞所受摩擦力大,便于操控。
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参考文献[1] 韩程明.二氧化硫性质演示实验的改进[J]. 化学教育(中英文)2009,30(9):51-51,61[2]侯立平,王培明,齐俊林.二氧化硫的制取与性质实验一体化的创新设计[J].化学教育,2013,34(11):71,76 .[3]李猛,王世存,王后雄.二氧化硫性质实验的一体化设计[J].化学教学,2015,(12):59-61[4]马东,张贤金.硝酸性质实验的一体化设计,化学教学,2017(7):60-63[5]王荣桥.塑料矿泉瓶在初中化学实验中的应用,化学数学,2017(7):55-57.
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