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巧组合实验装置对二氧化硫进行多视角探究

  • 投稿柔柔
  • 更新时间2015-09-02
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  摘要:二氧化硫是中学化学教学中一种常见的重要物质。为了拓展学生的视野,利用中学常见的化学实验仪器进行组合,设计实验装置,对二氧化硫进行性质验证、定量测量、制备新物质等多角度的探究,旨在培养学生分析与解决化学实验问题的能力。
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  关键词:二氧化硫;实验装置;化学实验;实验探究
  文章编号:1005?6629(2014)3?0049?02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1],简单探究了二氧化硫部分性质(漂白、氧化、还原性)、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性,实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富,涉及到信息实验、微型实验、综合实验等;增加了定量实验内容,实验内容联系生活、生产;设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面,进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。
  1 SO2的性质探究
  探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置,均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。
  探究2 检验SO2的还原性。如图2,A为中等浓度的硫酸,B为亚硫酸钠固体,二者反应制取SO2气体。C溶液是橙色的溴水溶液或紫色的高锰酸钾溶液,产生的SO2气体通过C溶液后观察到溶液的颜色褪去,导管D后面略去用来吸收尾气内装碱石灰的干燥管。
  探究3 探究SO2的氧化性。如图3,喷泉实验,利用SO2与H2S反应,体积压强减少,形成喷泉。
  探究4 SO2和Na2O2反应。如图4,70%~80%的硫酸与亚硫酸钠反应,产生SO2气体,经过浓硫酸干燥后,与Na2O2反应。
  探究5 SO2和Mg反应。如图5,图中甲试剂为80%的硫酸,乙试剂为亚硫酸钠固体。
  探究6 微型实验,探究SO2的制取与性质。如图6,利用Y形管做SO2的制取与性质实验。Y形管的一侧加入约2 mL浓硫酸,另一侧加入约2 mL品红溶液,将铜丝插入浓硫酸中,在试管口塞上一团棉花,滴上少量NaOH溶液,加热浓硫酸一侧,反应立即开始,品红溶液慢慢褪色,至品红完全褪色,将铜丝抽离液面,给褪色的品红溶液加热,品红溶液恢复红色。此装置的特点是实验装置简单,操作方便;试管口塞上滴有少量NaOH溶液的棉花,可以防止SO2逸出,避免环境污染;药品用量少,铜丝可以反复使用。
  摘要:二氧化硫是中学化学教学中一种常见的重要物质。为了拓展学生的视野,利用中学常见的化学实验仪器进行组合,设计实验装置,对二氧化硫进行性质验证、定量测量、制备新物质等多角度的探究,旨在培养学生分析与解决化学实验问题的能力。
  关键词:二氧化硫;实验装置;化学实验;实验探究
  文章编号:1005?6629(2014)3?0049?02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1],简单探究了二氧化硫部分性质(漂白、氧化、还原性)、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性,实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富,涉及到信息实验、微型实验、综合实验等;增加了定量实验内容,实验内容联系生活、生产;设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面,进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。
  1 SO2的性质探究
  探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置,均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。
  浓硫酸。
  探究7 综合实验,探究SO2的性质。如图8,此装置为SO2的发生与性质的综合实验装置,检验了SO2的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。⑥为SO2的发生装置,利用中等浓度的硫酸与亚硫酸钠固体反应,产生SO2气体,气体依次通过①至⑤,①中的石蕊试液由紫色变为红色,证明SO2是酸性气体;②中的品红溶液褪色,证明SO2有漂白性;③中的溶液变浑浊,证明SO2有氧化性;④中的溶液的紫色褪去,证明SO2有还原性;⑤的作用是吸收多余的SO2。
  2 SO2的定量测量探究
  探究8 测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量。如图9,反应管中装有碘的淀粉溶液。
  探究9 测定周围环境中SO2的含量。如图10,向试管中加入0.0005 mol/L的碘水1.0 mL,用适量的蒸馏水稀释后再加入2~3滴淀粉溶液,配制成溶液A。测定指定地点的空气中SO2的含量时,推拉注射器的活塞反复抽气,A溶液由蓝色变为无色时反应恰好完全进行,停止抽气,记录抽气次数,根据注射器的容积,计算出空气的总体积,再根据碘的量,计算出SO2的质量,进而计算出每立方米空气中SO2的质量。
  探究10 测定SO2转化为SO3的转化率。如图11,甲装置的作用是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等,先称量纯Na2SO3粉末质量,再加足量浓硫酸进行实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得装置增重,计算出SO2的转化率。
  3 利用SO2制备新物质的探究
  探究11 模拟工业制硫酸。如图12所示,改进的V形管做模拟工业制硫酸的实验。
  4 启迪
  SO2是中学化学教学中常见的物质,本文以SO2为背景素材,利用中学常见的化学实验仪器,设计实验装置,对SO2进行了较全面的探究。涉及到中学化学实验的多方面,既有常规的性质实验,又有定性、定量实验,还有制备实验、探究实验;既有常规的验证实验,又有组合实验、综合实验、微型实验。涉及到趣味性、实用性、微型化、综合化、直观化、生活化。启迪学生思维,联系生活、生产实际,学以致用。激发学生的学习兴趣,帮助学生建立起立体的网络知识体系,培养学生的实验设计与实验操作能力,提高学生的综合素质。
  参考文献
  [1]邹标.巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫[J].高中数理化,2012,(7):64.