硫及其化合物的性质探究与实验设计

韩孝堂

关键词：实验;探究;能力

众所周知，铜与浓硫酸反应的实验是高一化学必修一的常规实验。在高一教学时，老师不敢深层次地挖掘实验内容，有的实验现象只能解析到一定程度，因为大多数学生的知识面还达不到相应的高度。若是老师在高三化学总复习时再重做此实验，并在教材的基础上增加或补充一些新的实验，如先做定性实验引导学生复习掌握硫及其化合物的性质，再设计定量实验分析化合物的成分，这样，既能使学生掌握和灵活应用化学知识，又能提高学生分析问题和解决问题的能力，从而起到事半功倍的效果。

一、定性实验引导复习

铜与浓硫酸反应的装置和试剂如图1所示。

1.根据化学方程式（预测）

由CuSO4+SO2↑+2H2O预测应该出现的现象：a.有大量气泡产生。b.发生装置中的溶液由无色逐渐变为蓝色。c.试管②中无现象。d.试管③中的品红溶液褪色。e.试管④中酸性高锰酸钾溶液褪色。f.试管⑤中有淡黄色沉淀产生。

2.实验验证

给试管①加热，发现逐渐出现如下现象：a.铜表面逐渐变黑，溶液中出现大量黑色物质，看不到溶液变蓝。b.试管①底部有大量白色固体产生，并带有黑色颗粒。c.试管①上部有大量白雾产生。d.试管②中有白色沉淀产生。e.试管③中品红溶液褪色。f.试管④中酸性高锰酸钾溶液褪色。g.试管⑤中有淡黄色沉淀产生。

反应完毕后将试管中的溶液全部倾倒在一个盛少量蒸餾水的小烧杯中，溶液近乎无色，在其中加入锌粒后有气泡产生。在试管①剩余的固体中加入一定量的蒸馏水，振荡后静置，发现白色固体消失，溶液变为蓝色，试管①底部仍有少量黑色固体，过滤，洗涤、干燥（后续实验备用）。

3.结论与推想

a.试管②中品红溶液褪色和试管③中酸性高锰酸钾褪色证明

有二氧化硫气体产生。b.试管①中的白雾有可能为硫酸酸雾（待证）。c.试管②中有白色沉淀，可能为二氧化硫被空气中氧气氧化后溶于水产生的H2SO4与BaCl2反应的结果;也可能是硫酸酸雾直接与BaCl2反应的结果（待证）。d.试管①中反应后的溶液仍有硫酸，因为与锌粒反应产生H2。e.试管①中的白色固体为CuSO4，因为加水后溶液变为蓝色（原因是反应后的溶液剩较多H2SO4，水的量太少，绝大多数CuSO4没有溶于水，没有与水结合而呈白色）。f.试管①底部产生黑色固体可能为CuS或Cu2S或二者混合物（待证），不可能为CuO，因为剩余硫酸会与CuO发生反应。

二、深入探究提高综合能力

1.白色沉淀产生的原因探究

如图2将试管①连接CO2发生装置，打开止水夹K将产生CO2气体通入试管①中。当试管③中澄清石灰水变浑浊时，关闭止水夹K（排尽装置中空气）。然后加热试管①，使Cu与浓H2SO4发生反应。当看清溶液上方有白雾产生时，试管②中仍有白色沉淀。说明白雾为H2SO4的酸雾。并非SO2被空气中的氧气氧化后溶于水产生的硫酸反应结果（原因是加热时少部分硫酸被气化而形成酸雾，随SO2气体排出后再与BaCl2溶液反应产生硫酸钡沉淀）。

2.试管①中黑色固体物质的实验探究

（1）实验流程

称取黑色固体m1g放入已称量过的坩埚中，用酒精灯加热、灼烧、冷却、称量。再灼烧、冷却、称量。直到质量不再变化时，记下其质量为m2g。

（2）数据分析

a.若m1+m2=m，则黑色物质为Cu2S。

b.若m2-m/m1=5/6，则黑色物质为CuS。

c.若5/6<（m2-m）/m1<1，则黑色物质为二者混合物。

实验证明为二者的混合物。

三、小结知识重点和实验操作，提高综合能力

通过实验证明，需要掌握的重点知识有：a.负二价硫和正四价硫的还原性。b.二氧化硫的氧化性。c.二氧化硫的检验。d.浓硫酸的特性。e.环保意识。重要操作有：过滤、洗涤、干燥、称量、灼烧等。培养的能力有：分析能力，实验设计能力和数据处理能力等。

根据实验和数据分析应该发生的反应有：

高三化学总复习中，不但要很好地掌握化学知识，更重要的是提高综合应用能力。特别是通过知识点和实验的完美结合，深化应用，提高能力，使学生成绩更上一层楼。

编辑 张佳琪