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二氧化硫性质实验的改进

二氧化硫性质实验的改进
实验目的:
1、通过探究二氧化硫的性质实验,使学生掌握科学的试验方法,培养学生的逻辑思维能力和动手能力。

2、了解二氧化硫的物理性质;掌握二氧化硫的特殊性、氧化性和还原性。

3、通过改进实验培养实验设计能力、观察能力、分析能力、探究能力和合作学习能力。

实验原理:
SO2的制备原理:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
H2S的制备原理:Na
2S+H
2
SO
4
(浓)=H
2
S↑+Na
2
SO
4
2H2S+SO2 == 3S↓+2H2O
SO2+I2+2H2O == 2HI+H2SO4
2KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
尾气处理:SO2+2NaOH == Na2SO3+H2O
SO2+H2O H2SO32H++SO32-
SO2可以使品红溶液褪色,加热后颜色还原,因为SO2的漂白原理是SO2与被漂白物反应生成无色的不稳定的化合物,加热时,该化合物分解,恢复原来颜色。

实验仪器与试剂:
三颈烧瓶、注射器、试管、玻璃棒、酒精灯、烧杯、铁架台、三脚架、石棉网、药匙、导管、胶管、带孔胶塞、pH试纸、石蕊试纸、淀粉KI试纸、滤纸、胶纸
NaOH溶液、品红试剂、浓硫酸、Na2SO3固体、酸性高锰酸钾溶液、Na2S 固体
实验步骤与现象:
①仪器安装好,检验其气密性
②向三颈烧瓶加入过量Na2SO3固体,再用注射器吸取一管浓硫酸,插在右颈上,用烧杯装取一定量品红溶液,用导管与三颈烧瓶连接
③取一根玻璃棒,在上面按图A-D顺序贴上pH试纸、蓝色石蕊试纸、酸性高锰酸钾试纸和淀粉KI试纸(酸性高锰酸钾试纸:取一小片滤纸,浸入酸
性高锰酸钾溶液中,晾干后即得;淀粉
KI试纸应先被数滴高锰酸钾溶液滴过,
带有蓝紫色出现,晾干即可),插入中间
颈口。

以上试纸反应前均湿润。

④挤入浓硫酸反应立即开始,可以观察到
酸性高锰酸钾试纸紫红色褪去,这是因为
SO2与高锰酸钾发生反应,而被高锰酸钾
氧化的淀粉KI试纸的紫蓝色也褪去,即
I2与SO2反应了,证明了SO2的还原性;
而蓝色石蕊试纸变红,说明SO2溶于水显
酸性;而pH试纸则变为红色,对比比色实验装置图
(请以实验报告纸质版为准)
卡,说明SO2溶于水生成的亚硫酸为中强酸。

⑤验证SO2氧化性:先用Na2S固体与浓硫酸制备硫化氢气体,将其通入水中,得到硫化氢溶液,换下品红,换上硫化氢溶液,挤入浓硫酸反应开始。

可观察到硫化氢溶液变浑浊。

这是因为硫化氢与SO2反应生成了S单质沉淀所致,这就证明了SO2的氧化性。

⑥验证SO2的漂白性:将导管插入装有品红溶液的烧杯中,烧瓶中反应开始后,可以看到品红溶液颜色逐渐变浅;此时将烧杯取下,用酒精灯加热,可以看到烧杯中品红溶液又恢复了红色,证明了SO2可逆的漂白性。

⑦反应暂停时,应将烧瓶颈上的导管插入装有NaOH溶液的烧杯,是使多余的二氧化硫被反应,防止污染,同时也可以将浓硫酸注射器换成NaOH注射器,使反应结束。

⑧实验结束,清洗仪器
实验评价分析:
1实验改进后优点:
①装置、操作简单,实验现象明显;
②药品使用量少,SO2产生量少,且用碱液吸收多余的SO2,防止了SO2的泄漏污染;
③该实验能够在制取SO2的同时检验其酸性、漂白性、氧化性和还原性,一举数得;
④本装置还适用于其他固液不加热反应。

2实验中不足反思:
①反应中我们采用硫化氢与二氧化硫反应生成黄色单质硫来验证SO2的氧化性,但是硫化氢的支取需要现场制备,用硫化钠固体与浓硫酸反应,但是硫化氢为臭鸡蛋气味有毒气体,极易泄漏,实验操作中由于我们使用硫化钠与浓硫酸过量,生成了多余的硫化氢气体,污染空气。

最好应改用Na2S 溶液来验证SO2的氧化性。

可取少量硫化钠固体制成溶液,用滤纸条吸附少量溶液,贴在玻璃棒上伸入烧瓶中,反应看到该纸条上有黄色物质析出,即SO2与Na2S生成了单质硫,验证了其氧化性。

②实验中我们同时使用pH试纸与石蕊试纸。

pH试纸是检验酸碱度,石蕊试纸是检验酸碱性,两者并不重复;而高锰酸钾试纸是检验SO2还原性,滴过高锰酸钾的淀粉KI试纸也是检验其还原性,两者取其一即可。

③因为考虑纸条在烘热是容易烧着从而看不到颜色变化,因此我们只用品红溶液来检验SO2的漂白性,而不用吸附品红的试纸。

综上所述,该改进的实验装置能够同时完成多个化学实验,解决了教材中药品用量多,操作复杂,耗时长,污染重等问题,切实验现象明显,能够取得良好的实验效果。

参考文献:
[1]肖常磊,钱扬义.二氧化硫性质实验的改进.中学化学实验教学论:P56-57
[2]俎敬一.二氧化硫制备及性质检验实验改进.中小学实验与装备,2008年第4期:P10
(以上报告当以纸质版为准)。

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