SO2性质实验的优化集成

马红松+郭强

一、实验设计意图

1.有关SO2实验存在的问题

（1）硫在氧气中燃烧实验时，先在空气中点燃硫，再将其插入氧气瓶中，硫燃烧产生的SO2散失到空气造成污染，不符合绿色化学的要求。

（2）教师在演示SO2漂白性实验时，往往向品红溶液中直接通入SO2气体，复色实验也常常在敞口试管中进行，这些操作都会导致SO2逸出而污染空气。

（3）用SO2气体模拟酸雨实验时，耗时较长且效果不明显。

（4）在中学阶段，很少有教师利用SO2做喷泉实验，致使学生产生“SO2不能做喷泉实验”的错误认识。

2.优化集成的方法

在密闭容器中，利用一段烛芯实现了硫在氧气自动燃烧；硫燃烧放热提高了反应速率，促使品红纸花、绿叶迅速变色；再利用燃烧产生的SO2探究酸雨的形成和H2SO3的性质；用NaOH溶液吸收多余SO2后，瓶内形成负压实现了喷泉实验。这样就将硫在氧气中燃烧实验、SO2性质实验、酸雨的形成及H2SO3的性质实验和喷泉实验成功的优化集成为一个绿色实验，从而大大提高了课堂效益。

二、实验装置（如图1、2所示）

图1图2三、实验操作

(1)在橡皮塞上打一个孔，固定一根石英导管燃烧匙，并在导管另一端上套一段密封的橡皮管。

(2)先收集一锥形瓶（250 mL）氧气，用毛玻璃片盖住备用。并在瓶中放入一片品红浸湿的纸花和一片绿叶（可事先用缝衣针在绿叶上扎些小孔，破坏绿叶表面的蜡质层；或将新鲜绿叶放在阳光下增强光合作用，打开气孔；都有利于快速反应）。

(3)燃烧匙内放入约0.4 g硫粉，在硫粉上插一小段烛芯。

(4)将烛芯点燃后即可插入瓶中，立即将橡皮塞塞住瓶口(如图1所示），硫粉燃烧发出明亮的蓝紫色火焰、红色纸花颜色褪去、绿叶迅速变黄。

(5)在空气中加热浸有品红的滤纸，不褪色；水煮绿叶，仍保持绿色。

(6)纸花褪色后，用酒精灯对锥形瓶中褪色的纸花和绿叶垫石棉网加热（经多次实验效果比水浴加热好），纸花颜色恢复，变黄的叶片颜色不能恢复。

(7)用注射器刺穿橡皮管向瓶内注入少量蒸馏水，振荡。

(8)用注射器刺穿橡皮塞取少许锥形瓶中的溶液，滴到pH试纸上，测得溶液pH可达2或3；取溶液注入盛有BaCl2溶液的试管中，有少许白色沉淀，再向其中滴加3%的H2O2溶液，振荡，滴加稀盐酸，立刻产生大量不溶于稀盐酸的白色沉淀。（此现象清楚地说明：无论硫粉多少，氧气都会有剩余，将部分亚硫酸氧化成硫酸，直观地解释了自然界中酸雨的酸性逐渐增强的原因。）

(9)用注射器刺穿橡皮管向瓶内注入少量浓氢氧化钠溶液，振荡；再将锥形瓶倒置，导管插入盛有蒸馏水的烧杯中，去掉密封的橡皮管，立刻形成喷泉（如图2所示）。

四、实验优点

(1)本实验将多个实验作整体化设计，在有限的教学时间内提高了课堂教学效益。

(2)整个实验完全在密闭条件下进行，充分利用硫燃烧产生的SO2进行了多个实验探究，实现了化学实验绿色化、集约化；通过实验的优化集成激发学生问题意识，培养学生实验探究能力和反思意识。

(3)对比实验加深了学生对SO2漂白性与SO2危害性的认识；该实验还直观的解释了硫酸型酸雨酸性增强的原因，增强了学生对环境的危机感和环保意识。

五、实验说明

①装置密封性要好，制取氧气不可用氯酸钾。

②引燃的烛芯（或带火星的火柴梗）不超过0.5厘米。

③石英导管燃烧匙也可用金属燃烧匙和导管代替。(收稿日期：2013-12-30)