从污染性角度谈“硫燃烧”实验改进

贺瑞红

摘 要：初中化学课中的硫燃烧实验操作过程存在可视性差和不环保等问题，为提高该实验的可视性和环保性，从燃烧匙的改进、选用氢氧化钠溶液为吸收液、实验装置气密性的改进等方面进行深入探讨。

关键词：硫燃烧；污染；实验改进

在“氧气的性质实验”中，用燃烧匙盛硫进行实验，生成的气体是二氧化硫，该实验操作过程中存在着诸多问题，对此实验笔者尝试从实验仪器和药品两个角度进行实验改进，以提高该实验的可视性和环保性。

一、存在的问题

1.目前初中化学课中硫燃烧的演示实验和学生分组实验大多采用铜质球冠形燃烧匙。燃烧匙中的铜和硫在燃烧时部分生成硫化亚铜，腐蚀燃烧匙，不易清洗，使用寿命短；同时，硫和铜的反应发光放热，对硫燃烧火焰颜色的观察有一定的干扰。一般铜质燃烧匙底较深，取用硫较少时，淡蓝色火焰在燃烧匙的内部，学生不易观察到；点燃硫时，燃烧匙中的硫会先熔化成液态，在演示实验中也不容易观察；同时硫在空气中燃烧生成的淡蓝色火焰本身就不清晰，因此取较多硫时，才能观察到其在空气中燃烧的淡蓝色火焰，这样必然会造成用量过大，燃烧时间变长，生成二氧化硫有害气体也相应增多，弥漫于实验室，造成空气污染。

2.在实验结束时，仍可能有剩余的硫，不易熄灭，熄灭硫粉时常常将盛有燃着硫的燃烧匙伸入水中使其熄灭，从而使液态的硫很容易因急速预冷而变硬，较难处理。此外，由于硫不溶于水，可燃性的物质没有被彻底处理。燃烧产物二氧化硫的泄露会污染环境，实验中常采用水吸收二氧化硫，而二氧化硫在水里的溶解度较小，吸收不彻底，易起酸雾且不易消失。

3.按传统方法进行硫在空气中的燃烧实验时，会产生大量的二氧化硫弥漫于实验室，因此要求实验室具有良好的通风条件。此外，用传统方法进行氧气中燃烧的学生实验时，仍然会有一些二氧化硫气体从毛玻璃片与集气瓶口的空隙逸出，导致实验室的空气被污染。

二、改进的方法

1.燃烧匙的改进

（1）燃烧匙应选择浅匙。一方面可以减少硫的用量，减少二氧化硫的排放量；另一方面不影响实验的观察。若燃烧匙为深匙的，可在其底部铺一层石棉绒或细沙，既方便观察硫燃烧时的现象，又能很容易处理燃烧剩余的硫粉，同时实验结束后也容易将细沙倒出，还可防止加热时铜与硫直接接触而损坏燃烧匙。这是一种较为简洁的方式。

（2）使用玻璃燃烧匙。具体的制作方法：取一根直径7 mm，长200 mm的玻璃管，一端放在酒精灯火焰上，边转动边加热至红软，用镊子夹紧红软处，使之封闭，继续加热端部，直至厚度基本均匀，再继续加热，并从玻璃管另一端吹气，边吹边转动玻璃管，使端部成为一个直径约为10 mm的玻璃小球。冷却后，再使玻璃小球的一侧接触火焰，略加软化，用洗耳球在另一端缓缓吹气，使软化部分凹陷呈匙状。加热玻璃管与球部交接处，软化后弯成直角即成燃烧匙。由于玻璃燃烧匙透明，观察硫在空气中的燃烧现象明显，且在两种情况时都易于观察。此外，玻璃和硫不发生反应，使用后易于洗净。

（3）用改进后的胶头滴管（有换气孔），并套上硬质的透明塑料片。具体的制作方法：将胶头滴管靠近胶头的部分放在酒精灯火焰上加热烧软，用烧红的金属刺穿一个小洞，冷却后套上橡胶帽即可使用。使用时，将胶头滴管伸入硫粉中吸取少量硫粉，在酒精灯上加热，待硫融化后，即可挤压胶头滴管使产生的硫蒸汽喷出，以便于看到燃烧的现象。需注意的是挤压胶帽时，将换气孔堵上，需要补充空气时，将换气孔打开。

后两种方法选用了玻璃材质，如果实验条件有限，我们还可以选用其他玻璃材质，比如把在试管实验时因操作不当而掉下来的试管底或凹槽形的玻璃用在此处，用镊子夹取进行实验。

为便于学生观察颜色，可用黑色硬质卡片放在集气瓶的背后，

在黑色硬质卡片的反衬下，能清楚地观察到硫在空气或氧气中燃烧的火焰颜色，亦可以在集气瓶背面刷黑色的油漆等。

2.氢氧化钠溶液的选用

用适量的20%氢氧化钠溶液充分吸收二氧化硫，比用水吸收的效果更佳。硫为淡黄色晶体，难溶于水，熔点112 ℃，沸点444.6 ℃，具有可燃性，属于易燃固体，不能随意丢弃，我们可以选用氢氧化钠溶液等强碱性溶液来吸收，原因是硫在加热条件下能与氢氧化钠溶液发生反应，生成亚硫酸钠、硫化钠和水，可达到除去剩余的硫的目的。

3.实验装置气密性的改进

（1）硫在空气中或氧气中燃烧在集气瓶中进行实验，有利于用手触摸集气瓶外壁，感受反应放热的事实。为了防止二氧化硫的泄露，还可在燃烧匙上套一浸有水的滤纸，可减少二氧化硫的溢出。

（2）在使用改进后的胶头滴管进行实验时，可将较硬的透明塑料片融化穿通成合适的孔，将胶头滴管套入，这样燃烧生成的二氧化硫气体可被较硬的透明塑料片及时地密封在集气瓶中。

（3）选用空气中氧气含量测定实验装置完成本实验，烧杯中加入氢氧化钠溶液，硫停止燃烧后打开弹簧夹即可。为防止硫燃烧产生的热影响装置的气密性，可将橡皮塞增加一孔，以便于安装一套有气球的导气管。也可以将该装置右侧的导管改为导管口连接一倒扣的漏斗，可增大二氧化硫与水或溶液的接触面积，较好地吸收二氧化硫。

4.提升实验综合性的设计

（1）制氧气装置的引入。将硫粉放在两端开口的玻璃容器中，左侧连接用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的发生装置，应选择有分液漏斗的那套，有利于调控反应的发生，实验时，先不通入氧气，在空气中点燃硫粉，观察后，再通入氧气，观察。这样硫在空气和氧气中燃烧的现象对比明显，使学生观察（感受）到了硫在不同浓度的氧气中燃烧现象的变化，实现了实验现象的可控制化。

（2）酸雨成因的实验引入。在燃烧硫的装置的右侧连接集气瓶，在集气瓶里倒入少量的水，放入一粒锌粒、一小块大理石和一片树叶，将硫点燃，一会儿，就可以看见锌和大理石表面有少量气泡冒出，树叶发黄。该实验集几个实验于一体，验证了氧气的性质、酸雨的成因和危害，消除了实验中二氧化硫对空气的污染，“变废为宝”。

参考文献：

柯虹.硫燃烧实验的改进[J].滁州师专学报，2001.

编辑 薛直艳endprint