二氧化硫性質(zhì)檢驗(yàn)的綠色化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

原知?jiǎng)t

摘要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著重要的意義。二氧化硫的性質(zhì)檢驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)中一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)。作者使用注射器、三通閥、硬質(zhì)玻璃管等材料設(shè)計(jì)了一套二氧化硫性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的綠色微型化實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)不僅簡潔易操作、現(xiàn)象明顯而且具有一定的探究性。

關(guān)鍵詞：SO2的性質(zhì)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；注射器

文章編號(hào)：1008-0546（2017）01-0093-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.029

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

二氧化硫的性質(zhì)檢驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)中一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)，它包括二氧化硫與水的作用、二氧化硫的酸性、還原性、氧化性和漂白性。教材中有關(guān)二氧化硫氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案不僅會(huì)有部分氣體逸出，而且內(nèi)容也比較單薄。在課堂教學(xué)中，為完成所有的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，教師往往要攜帶二氧化硫等氣體的制取裝置以及其他有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的所有儀器與藥品，實(shí)驗(yàn)過程比較煩瑣，用時(shí)較長，而且容易造成污染。為解決這個(gè)問題，從環(huán)保、安全、易操作的角度出發(fā)，筆者設(shè)計(jì)了一套二氧化硫性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的綠色微型化實(shí)驗(yàn)裝置，使實(shí)驗(yàn)在密閉體系中進(jìn)行，多余的SO2處理方便可靠。改進(jìn)后的裝置簡單、便攜、容易操控、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、藥品用量少、實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、環(huán)保無污染、 體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的簡約與綠色化的思想。

二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

實(shí)驗(yàn)儀器：50 mL的注射器三個(gè)，三通閥一個(gè)，硬質(zhì)試管一個(gè)，單孔橡膠塞兩個(gè)，小燒杯一個(gè)，脫脂棉若干，鐵架臺(tái)兩個(gè)，酒精燈，火柴，導(dǎo)管，肚容式導(dǎo)管

實(shí)驗(yàn)試劑：70% 濃硫酸，無水亞硫酸鈉固體，品紅溶液，KMnO4溶液，紫色石蕊試液，Na2S溶液，NaOH溶液，酚酞試液

三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說明

1. 儀器組裝圖見圖1，電腦設(shè)計(jì)圖見圖2。

2. 在硬質(zhì)試管中依次裝入蘸有品紅溶液，高錳酸鉀溶液，紫色石蕊試液，硫化鈉溶液和滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的脫脂棉，如圖所示連接好裝置。

四、實(shí)驗(yàn)操作

1. 檢驗(yàn)裝置氣密性，裝入藥品。

2. 旋轉(zhuǎn)三通閥，使兩只注射器與硬質(zhì)試管實(shí)現(xiàn)三通，推動(dòng)注射器1，將70%濃硫酸推入注射器2與無水亞硫酸鈉固體反應(yīng)，產(chǎn)生氣體后旋轉(zhuǎn)三通閥使注射器2與硬質(zhì)試管相通。

3. 二氧化硫氣體在硬質(zhì)試管中依次反應(yīng)，觀察到品紅溶液褪色，高錳酸鉀溶液褪色，石蕊試液變紅，硫化鈉溶液中有淡黃色硫單質(zhì)生成，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，最后多余的氣體被氫氧化鈉溶液吸收。

4. 用酒精燈對(duì)褪色之后的品紅加熱， 又恢復(fù)紅色，對(duì)比石蕊試液只是變紅而未褪色，得出二氧化硫不能漂白酸堿指示劑。

5. 用酒精燈對(duì)褪色后的其他脫脂棉加熱，沒有恢復(fù)紅色，說明它們的褪色原理不同。

6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取下注射器1，連接上注射器3，轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥，使注射器3與硬質(zhì)試管相通，推動(dòng)注射器3，將體系中殘留的氣體排出，被氫氧化鈉溶液吸收。

五、改進(jìn)的意義

1. 整套裝置通過三通閥連接將多個(gè)實(shí)驗(yàn)作整體化設(shè)計(jì)，在密閉體系內(nèi)便可完成二氧化硫氣體的制備以及一系列性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高了課堂教學(xué)效益。

2. 實(shí)驗(yàn)藥品用量少， 有利于培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)。

3. 實(shí)驗(yàn)操作簡單易行，裝入藥品后僅需推動(dòng)注射器便可引發(fā)反應(yīng)，且用時(shí)較短，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程不超過3分鐘。

4. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，從產(chǎn)生二氧化硫氣體開始，1分鐘內(nèi)即可看見性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中的顏色發(fā)生明顯的改變，直觀性較強(qiáng)。

5. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)綠色環(huán)保，實(shí)驗(yàn)始終在密閉容器中進(jìn)行，多余的二氧化硫氣體可被氫氧化鈉溶液吸收，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用空的注射器可將體系中殘留的氣體全部排出，吸收，保證所有的SO2氣體均不會(huì)擴(kuò)散至空氣中，實(shí)現(xiàn)污染氣體零排放，安全環(huán)保。

6. 實(shí)驗(yàn)裝置可用于推廣，除二氧化硫氣體外，還可用于其他氣體如氯氣、二氧化氮等氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的探究，只需更換所用試劑即可。

六、討論與反思

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂中激發(fā)學(xué)生興趣的有效方法之一?？焖?、簡潔、整體的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以提高單位時(shí)間課堂的容量，增加學(xué)生思維的維度。使教學(xué)更加豐富多彩。對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究更要突出安全性、科學(xué)性、可操作性、簡潔性。為了適應(yīng)目前化學(xué)科學(xué)的迅猛發(fā)展，順應(yīng)將新課程理念轉(zhuǎn)化為教學(xué)行動(dòng)的需要，有些實(shí)驗(yàn)有必要進(jìn)行改進(jìn)。

教學(xué)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)的使用比實(shí)驗(yàn)本身更為重要。從發(fā)揮學(xué)生主體作用出發(fā)，設(shè)計(jì)好學(xué)生的活動(dòng)，使學(xué)生多觀察、多探究、多分析、多思考才能達(dá)到育人的目的，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖常磊.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008，90-97

[2] 人民教育出版社課程教材研究所化學(xué)課程教材研發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1（必修）[M]. 北京：人民教育出版社，2011