探究二氧化硫性质的一体化微型实验

韦玉春

摘 要：有关二氧化硫性质的探究实验是中学化学的重点和难点内容，而课本设计的该实验步骤繁琐，耗时长，需要提前制备大量有毒的二氧化硫气体，存在较大的安全隐患。本文从绿色环保的角度出发，设计了一套简便易行的微型装置，用于探究二氧化硫性质的课堂教学，反复实验的结果显示，该实验装置安全性良好、实验现象明显。该装置已经应用于课堂实际教学，取得较好的教学效果。

关键词：二氧化硫;实验探究;微型装置

前言：化学是一门以“实验”为基础的自然科学，二氧化硫知识是中学化学的重点内容，《课程标准》对本节课做了立体性的要求：“通过实验了解硫及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。”可见该实验在高中化学中有着举足轻重的作用。但是由于二氧化硫有毒，而且较难收集，使得本实验在实际教学过程中几乎难以实现。本文将着重介绍可用于二氧化硫性质探究的实际教学过程中的一套简易微型装置。该装置集二氧化硫的制取和性质探究为一体，步骤简单，耗时短，现象明显，节省药品，绿色环保。还可以根据教学需要设计不同的实验方案，激发学生的学习兴趣和实验动手能力、思维能力。

一、实验原理：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O

二、实验材料和药品

材料：一次性塑料罐，5mL的一次性注射器，25mL的小烧杯，5mL试剂瓶，试管，试管夹，酒精灯;

药品：亚硫酸钠粉末，70%硫酸溶液，5%的氢氧化钠溶液，氢硫酸溶液，酸性高猛酸钾溶液，品红溶液，紫色石蕊试液，FeSO4溶液。

三、实验装置：

如图所示：

实验装置图

四、实验步骤：

1.在小试剂瓶上贴好标签，装好相应的试剂，用量均为2mL左右，装好后放入准备好的塑料罐中。

2.取一洁净的小烧杯（25mL），往里面装入0.2g左右的Na2SO3粉末，一起放入塑料罐内，盖紧塑料罐的盖子。

3.用一次性注射器量取1mL的70%H2SO4溶液，将针头穿过盖子，缓慢将硫酸溶液滴进Na2SO3粉末中。5min后，反应基本结束，取出已经褪色的品红溶液、酸性高锰酸钾溶液，分别倒入两个试管中，均用酒精灯进行加热，观察现象有何区别。

五、实验现象及解释：

1.将浓硫酸缓慢注入小烧杯中，看到烧杯内立即产生大量气泡，其反应方程式为：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O

随后装置内，紫色石蕊试液变成红色，因为二氧化硫易溶于水并与水反应生成亚硫酸，反应方程式为：

SO2+H2OH2SO3

2.FeSO4溶液没有颜色变化，说明了二氧化硫的氧化性并不强，不能将Fe2+氧化。

3.NaOH溶液在这里作尾气处理剂，用于吸收装置内未反应完的SO2气体，避免有毒气体溢出，污染环境，符合绿色化学理念，其反应方程式为：

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O（NaOH过量）

4.酸性高猛酸钾溶液褪色，将褪色后的溶液加热，其并不能变回原来的颜色，说明高猛酸钾和二氧化硫反应生成稳定的化合物，且该反应是不可逆的，属于氧化还原反应。其反应方程式为：

2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

5.品红溶液褪色，将褪色后的溶液加热后，溶液又变为原来的颜色，原因是二氧化硫和品红等有色的有机物反应会生成不稳定的化合物，而加热后该化合物会重新分解，使其恢复原来的颜色。

6.H2S溶液出现淡黄色浑浊，原因是二氧化硫的硫元素为+4价，既可以被氧化成+6价，也可以被还原为硫的低价化合物（或单质），在此反应中，二氧化硫体现出了氧化性，将H2S中的-2价硫氧化成硫单质，而其本身也被还原成硫单质，此反应是氧化还原反应类型中典型的归中反应，因硫单质难溶于水，所以会看到淡黄色浑浊。其反应方程式为：

2H2S+SO2=3S↓+2H2O

六、实验改进后的优点：

1.实验器材简单易得，可操作性强，实验过程中使用的药品用量少，节约资源，同时降低危险系数。

2.實验耗时短而且现象明显，能让学生整体认识二氧化硫的化学性质，适用于课堂教学。

3.实验用氢氧化钠来吸收未反应完的二氧化硫气体，避免其溢出而污染环境，此设计符合绿色化学理念，增强学生的环保意识。

4.该装置还可以用于其他气体（如：氯气、氨气等）的制备其及性质探究。