二氧化硫制取及性质检验实验的改进

黄丽娟

一、项目背景

人教版高中《化学》必修1第四章第三节SO₂的水溶性和漂白性的演示实验中，课前需要制备SO₂并收集保存于试管中。制取过程中药品用量大，漂白实验在敞开的环境中进行，有毒的SO₂气体直接排放到空气中，污染环境，危害师生健康，不符合绿色化学的理念。操作较为复杂，耗时长，而且教材中的实验没有涉及到SO₂的氧化性和还原性的验证，不利于学生对SO₂性质的掌握和理解。

二、实验设计思路

依据微型化实验设计理念和遵循绿色环保思想，从日常生活中寻找一些替代性的实验器材，补充教材中SO2氧化性和还原性的实验，使实验操作简单化，药品微量化，现象更明显，将演示实验转变为学生实验，培养学生观察能力、动手能力、创新意识和环保意识。

三、实验装置创新及原理

Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O   SO₂+H₂OH₂SO₃H⁺+HSO₃^-

SO₂+H₂0+品红溶液无色物质，加热后恢复到原来的颜色。

5SO₂+2H₂O+2Na₂S=3S↓+4NaHSO₃  2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O（尾气吸收）

5SO₂+2H₂O+2KMnO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄SO₂+2H₂O+I₂=2HI+H₂SO₄

四、实验步骤

（一）将塑料瓶底放在培养皿中，向塑料瓶底凹槽放入吸有品红溶液的滤纸条和分别滴1～2滴紫色石蕊溶液、Na₂S溶液、酸性KMnO₄溶液、碘水溶液。

（二）用药匙取少量无水Na₂SO₃晶体放在瓶盖的中央，将其放在塑料瓶底中央。

（三）用膠头滴管取少量浓硫酸插入连接一段乳胶管的漏斗颈部，（为了保证装置的密封性，在漏斗颈口连接了一段乳胶管），将漏斗倒扣在塑料瓶底和培养皿之间，向培养皿中加入氢氧化钠溶液不超过培养皿的边缘（如图1所示），挤压胶头滴管将浓硫酸滴加到无水Na₂SO₃晶体上，很快观察到紫色石蕊溶液变红、装有Na₂S溶液的凹槽变浑浊有黄色物质析出、酸性KMnO₄溶液、碘水溶液、吸有品红溶液的滤纸条均褪色。

（四）略提起漏斗，使二氧化硫被氢氧化钠溶液充分吸收，用镊子取褪色的滤纸条在酒精灯略加热，颜色很快又恢复。（如图2所示）

五、实验创新点

（一）该装置使用了生活中常见的百事可乐塑料瓶底及塑料瓶盖做实验器材，取材方便，又是二次利用，环保低碳节约，实验成本低，值得推广使用。

（二）同时制取出SO₂并检验其酸性氧化物、漂白性、氧化性和还原性。

（三）装置、操作简单，药品用量少，实验现象明显，又节约了时间，产生的SO₂少，并用碱液吸收。

（四）该装置还适用于其他气体的制备及性质实验中（特别是有毒气体如氯气、氨气）。

六、使用效果

在实际的教学中，通过使用本装置，实验现象明显，又节约时间，实验效果良好，值得推广使用。同时提高了学生的观察能力、动手能力，培养了学生创新意识和环保意识。

滴加浓硫酸前后现象

加热褪色后的滤纸条前后现象对比