SO2制备和性质实验改进与创新

江西师范大学化学化工学院(330022) 熊 茜 张小亮

1 实验改进原因

在人教版化学必修1中,关于SO2的漂白性、氧化性、还原性等性质的检验是把已制备好的SO2,分别将其通入品红溶液、酸性高锰酸钾溶液以及硫化钠溶液实现的。虽现象明显,但是实验过程中却存在很大的问题。

(1)SO2气体的制备,易泄漏、污染空气,吸入过多的SO2对人体有害;

(2)课本中分别检验SO2的性质,实验操作繁琐,并缺乏尾气处理装置。

因此,设计高效、简洁、环保、易操作且现象明显的实验装置显然更有意义。

2 SO2 气体的制备与性质实验新设计

2.1 设计目的

本实验将SO2气体的制备、性质实验及尾气吸收结合在一起,进行一体化设计,使整个实验操作简单、现象明显,大大提高了实验的演示效率。

2.2 实验原理

本实验使用Na2SO3固体与95%的浓H2SO4进行反应,反应原理如下：

Na2SO3＋H2SO4(浓)＝Na2SO4＋H2O＋SO2↑

SO2的性质实验主要设计了其酸性、氧化性、还原性、漂白性等。实验现象明显,对比度高。部分反应原理如下：

氧化性：3SO2＋2Na2S＝3S↓＋2Na2SO3

还原性：5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋

2.3 实验试剂及仪器

实验仪器：塑料瓶、点滴板、注射器。

实验药品：浓H2SO4溶液、Na2SO3固体、Na2S溶液、KMnO4溶液、品红溶液。

2.4 实验改进装置

改进后的实验装置如图1所示。

图1 改进后实验装置

2.5 实验步骤及现象

如图1所示,取1.5L 塑料瓶(废矿泉水瓶)的底部和上部部分,然后在底部装入一定量的NaOH溶液,在其上方放置六孔点滴板;6个孔中分别放入Na2SO3固体、KMnO4溶液、石蕊溶液、品红溶液、硫化钠溶液以进行SO2的制备及SO2的还原性、酸性、漂白性、氧化性的性质检验;最后在瓶盖处插入注有浓硫酸溶液的注射器,塑料瓶上部底端需盖住点滴板且没过NaOH 溶液,从而形成一个集制备与性质检验的一体化装置。

将浓H2SO4溶液缓缓注入Na2SO3固体中,浓H2SO4与Na2SO3反应生成SO2气体。待反应进行一段时间后,SO2气体扩散到塑料瓶中,观察到的实验现象可能为：

(1)Na2S溶液变成淡黄色浑浊液,这表明SO2具有氧化性;

(2)品红溶液褪色,这表明SO2水合物具有漂白性;

(3)KMnO4褪色,这表明SO2具有还原性;

(4)石蕊变红,这表明SO2显酸性。

过剩的SO2气体将被NaOH 溶液反应中和,减少对大气的污染。

2.6 实验改进说明

该装置简单、环保,使用到废弃的塑料瓶,材料易得,可培养学生的动手能力;打破用实验室仪器做实验的思维定势,可培养学生的发散思维。将SO2的制备与性质实验合为一体,简化了实验操作过程,能够一起观察不同的实验现象,判断SO2的性质。装置无需密闭,只要保证塑料瓶上部没入NaOH 溶液,SO2气体与NaOH 溶液反应,进行尾气处理。实验微型化,所用试剂较少,实验现象明显,体现了绿色化学的理念。