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二氧化硫的性质实验(包括其酸性、还原性、氧化性和漂白性)是高中化学实验中很重要的实验,需要较多的玻璃仪器,实验仪器的组装和实验过程比较繁杂。本实验以二氧化硫气体的制备和性质为例,利用球形冷凝管,设计实验装置,不仅仪器简洁明了,易操作,而且现象明显,具有一定的参考性。
1.实验仪器:长胶头滴管、单孔橡皮塞、球形冷凝管、牛角管、烧杯、注射器、小纸条、铁架台(含铁夹)。
2.实验试剂:70%的浓硫酸、无水Na2SO3固体、品红溶液、酸性KMnO4溶液、碘水、NaOH溶液。
1.如图1,连接好装置,并检查装置气密性。如图2依次装入药品:先向球形冷凝管中用小纸条装入无水Na2SO3固体,用长胶头滴管依次装入品红溶液、酸性KMnO4溶液、碘水。再将适量的NaOH溶液加入小烧杯中。最后用洗净的长胶头滴管吸取70%的浓硫酸。
图1
图2
2.挤压胶头滴管,将浓硫酸滴在无水Na2SO3固体上,两者发生反应生成二氧化硫气体。
3.二氧化硫气体在冷凝管中依次通过品红溶液、酸性KMnO4溶液、碘水,观察到上述溶液均褪色,最后进入烧杯中的NaOH溶液进行尾气吸收。
4.用酒精灯对褪色后的品红溶液加热,品红溶液又恢复红色,得出二氧化硫漂白的不稳定性。
5.用酒精灯对其他褪色的试剂加热,它们没有恢复颜色,可知它们与品红溶液褪色的原理不同。
6.实验结束,取下胶头滴管,将其换成装满空气的注射器,推动注射器,利用空气将残留的二氧化硫气体带入NaOH溶液进行充分吸收。
1.整套装置通过球形冷凝管实现了多个实验的整合设计,在密闭体系中便可完成二氧化硫气体的制备,以及一系列性质的验证实验,在有限的学习时间内提高了同学们的学习效率。
2.实验药品用量少,有利于培养同学们的节约意识。
3.实验操作简单易行,装入药品后,只需挤压胶头滴管便可以引发反应,且用时较短,整个实验在2~3min内便可完成。
4.实验现象非常明显,从产生二氧化硫气体开始,1min内既可以看到性质验证实验中各物质的颜色发生明显变化,直观性强。
5.实验设计绿色环保,实验始终在密闭容器中进行,多余的二氧化硫气体可被注射器中的空气带入NaOH溶液进行吸收,保证所有的二氧化硫都不会扩散到空气中,实现污染气体零排放,安全环保。
6.实验装置可用于推广,除二氧化硫气体外,还可用于其他气体如氯气、二氧化氮气体的性质实验探究,只需要更换试剂即可。