李旻
硫化氫和二氧化硫是硫的兩種重要化合物,它們都具有強烈刺激性氣味,且都有毒,在學(xué)習(xí)硫的不同價態(tài)轉(zhuǎn)化時,往往涉及到化學(xué)反應(yīng):
SO2+2H2S3S↓+2H2O
以實現(xiàn)硫的+4、-2到0價的轉(zhuǎn)化,而現(xiàn)行教材中沒有硫化氫與二氧化硫反應(yīng)的簡易實驗裝置,為了讓學(xué)生清楚地觀察到反應(yīng)的現(xiàn)象,同時又不會造成危害和污染,筆者經(jīng)過多次嘗試,試圖找到比較理想的實驗裝置。
一、實驗原理
Na2SO3+2HCl2NaCl+SO2↑+H2O
FeS+2HClFeCl2+H2S↑
SO2+2H2S3S↓+2H2O
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
H2S+2NaOHNa2S+2H2O
S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O
二、實驗用品
亞硫酸鈉粉末、硫化亞鐵粉末、鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液、硬質(zhì)大試管、雙孔膠塞、三孔膠塞、長膠頭滴管、直玻璃導(dǎo)管、棉花、銅質(zhì)燃燒匙、U形管、Y管、注射器、氣球、硬質(zhì)大試管(用酒精噴燈在距試管底部1/3處燒制出一凸出的圓形)等。
二、實驗方案
方案一:實驗裝置如圖1所示(略去鐵架臺和鐵夾)。
在硬質(zhì)大試管(用酒精噴燈在距試管底部1/3處燒制出一凸出的圓形)底部先放入硫化亞鐵粉末,平放試管再放入亞硫酸鈉粉末,使長膠頭滴管中充滿鹽酸溶液,在長玻璃管中塞入蘸有氫氧化鈉溶液的棉花,塞好膠塞,用力擠膠頭,使部分鹽酸射入底部,輕捏膠頭圖2使部分鹽酸滴入亞硫酸鈉粉末中,立刻有大量黃色硫附著在管壁上。
方案二:實驗裝置如圖2所示(略去鐵架臺和鐵夾)。
在三孔膠塞上安裝好膠頭滴管、燃燒匙、玻璃導(dǎo)氣管,并調(diào)節(jié)三者的位置,使其高低合適,在大試管底部放入硫化亞鐵粉末,在長玻璃導(dǎo)管中塞入蘸有氫氧化鈉溶液的棉花,在長膠頭滴管中吸滿鹽酸溶液,在燃燒匙底部平鋪一層亞硫酸鈉粉末,塞緊膠塞,擠壓膠頭,使滴下的鹽酸直接滴在大試管底部,轉(zhuǎn)動燃燒匙上端手柄,使鹽酸滴入燃燒匙中,立刻有大量黃色的硫附著在管壁上。
方案三:實驗裝置如圖3所示(略去鐵架臺和鐵夾)。
向Y管的兩邊分別放入少量亞硫酸鈉粉末和硫化亞鐵粉末,塞上帶有針頭的膠塞,用針筒吸取鹽酸溶液連接在針頭上,推動注射器,使鹽酸滴入Y管內(nèi),流向Y管兩邊,在管壁上迅速有淡黃色的固體出現(xiàn),注射器活塞略有上提。
方案四:實驗裝置如圖4所示(略去鐵架臺和鐵夾)。
在U形管內(nèi)注入15 mL 6 mol/L的鹽酸,在兩個氣球內(nèi)分別裝入2.6 g的硫化亞鐵粉末和1.9 g亞硫酸鈉粉末,分別用細繩系在U形管的兩側(cè),先將硫化亞鐵粉末倒入U形管中,待硫化亞鐵粉末反應(yīng)結(jié)束時再將亞硫酸鈉粉末倒入U形管中,立刻有大量黃色的硫單質(zhì)附在U形管內(nèi)壁上,兩氣球鼓起。
三、方案評價
方案1:實驗中硬質(zhì)大試管的制作要細心操作,稍不慎易損壞試管,且硬質(zhì)大試管實驗后基本無其它用途;長膠頭滴管中充滿鹽酸溶液時鹽酸易流入膠頭中,在長玻璃導(dǎo)管中塞入里面蘸有NaOH的棉花時松緊度難控制,可能會聞到刺激性氣味,但整個實驗現(xiàn)象明顯。
方案2:中學(xué)使用的試管,最大規(guī)格為32 mm×200 mm,銅質(zhì)燃燒匙的匙頭直徑為25 mm,這樣,對應(yīng)的膠塞上要插入符合原圖要求的玻璃管、滴管和燃燒匙難度非常大,在長玻璃導(dǎo)管中塞入里面蘸有NaOH的棉花時松緊度難控制,可能會聞到刺激性氣味,但整個實驗現(xiàn)象明顯。
方案3:注射器針頭是鐵制品,易和鹽酸反應(yīng),注射器中的鹽酸溶液下滴時,不易控制流入左右管中的鹽酸的體積,整個裝置簡單,操作方便,現(xiàn)象明顯,對環(huán)境無污染。
方案4:整個實驗裝置簡單,操作方便,現(xiàn)象明顯,對環(huán)境無污染,適用于學(xué)生做探究實驗,既可定性檢驗,也可定量測量。
(收稿日期:2014-11-11)