【摘要】中華人民共和國教育部制定的普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版)指出:“不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”是學(xué)生必做實驗。該實驗所用的很多試劑和產(chǎn)物是有毒有害物質(zhì),不適于課堂實驗,需要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。因顧慮實驗安全問題,該實驗很難在課堂上進(jìn)行。為此,我們充分利用微型實驗,做好現(xiàn)有儀器和材料的組合,可以規(guī)避實驗安全風(fēng)險,將該實驗改造為課堂實驗。
【關(guān)鍵詞】高中課程 ?有毒氣體 ?微型實驗
【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2019)29-0160-01
筆者經(jīng)過兩年的教學(xué)實踐,發(fā)現(xiàn)微型實驗改進(jìn)效果良好,現(xiàn)將這一實驗改進(jìn)介紹如下。
一、實驗內(nèi)容及目的
探究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化;通過實驗探究二氧化硫的氧化性、還原性、酸性氧化物的性質(zhì)、漂白性。
二、實驗儀器及材料
所需儀器:φ10cm、φ11cm培養(yǎng)皿各一只、φ6cm表面皿一只、藥匙、酒精燈、剪刀、試管。所需材料:φ9cm濾紙、長1-2cm膠囊塑料包裝(剪成U形槽狀,下文簡稱U形槽)、雙面膠。
三、所需試劑(以二氧化硫的性質(zhì)實驗為例)
65%的硫酸、亞硫酸鈉粉末、濃酸性高錳酸鉀溶液、硫化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、酚酞溶液、PH試紙或藍(lán)色石蕊試紙、品紅溶液。
四、實驗操作
第一步:取φ9cm濾紙,將自制U形槽用雙面膠粘貼在濾紙中央,可以事先將U型槽所加試劑寫在濾紙上,其他試劑也要均勻分布寫在濾紙四周(如圖1)。
第二步:φ10cm培養(yǎng)皿置于實驗臺,滴加10毫升20%Na2S檢驗SO2氧化性,10mlNaOH做尾氣吸收試劑。
第三步:將第一步的濾紙平置于φ6cm表面皿上方,在φ9cm濾紙表面指定位置分別滴加一滴酸性KMnO4溶液、品紅溶液、氫氧化鈉酚酞溶液、潤濕PH試紙(或藍(lán)色石蕊試紙),用藥匙取在U型槽中添加亞硫酸鈉粉末,約2-3g。效果如圖2。
第四步:往U形槽中滴加65%的硫酸2ml(一滴管),產(chǎn)生SO2氣體,立即蓋上φ11cm培養(yǎng)皿,觀察實驗現(xiàn)象(圖3)。
0攝氏度10s內(nèi)效果圖如下:濕潤的藍(lán)色石蕊試紙迅速變紅,酚酞NaOH和酸性KMnO4迅速褪色(效果如圖4),20s-30s品紅褪色(圖5)。
第五步:用鑷子取出反應(yīng)后的濾紙,小心剪下品紅區(qū)域的部分濾紙,放入試管或硬質(zhì)玻璃管中,在酒精燈火焰上加熱5s,可見品紅又恢復(fù)紅色(圖6)。傾斜培養(yǎng)皿,滴加一滴稀硫酸底部可見淺黃色S固體渾濁(圖7)。
五、本裝置的優(yōu)點
本實驗儀器結(jié)構(gòu)簡單,都是用實驗室現(xiàn)有器材組合而成,能夠完成化學(xué)固液、氣液物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),容易大范圍推廣。
1.結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。膠囊包裝U形槽和雙面膠的實驗解決了粉末狀反應(yīng)物在濾紙上不易固定的問題。起密封作用的上部培養(yǎng)皿較大,可拿開后進(jìn)行返滴操作或?qū)﹀e誤操作進(jìn)行及時糾正。
2.半封閉,能夠安全地演示部分有毒氣體參加或生成的實驗。留有尾氣吸收空間,彌補半封閉狀態(tài)可能造成的氣體泄漏??衫帽砻婷笈c小培養(yǎng)皿之間的空間添加尾氣吸收試或者盛放干燥劑。
3.微型化。濾紙實驗是定性實驗微型化的法寶。該反應(yīng)可在實驗臺、課桌、實物展示臺上操作,還可以在展臺上做對比實驗。
4.現(xiàn)象明顯,通過實驗,90%以上的同學(xué)都能很好的達(dá)成實驗?zāi)繕?biāo)(所有實現(xiàn)現(xiàn)象很明顯),比試管實驗節(jié)省了實驗時間。
5.還可以再粘貼U形槽,作為氣體與液體反應(yīng)裝置。
但是,該裝置在使用中也發(fā)現(xiàn)一些問題,由于空間狹小,加注試劑時容易出現(xiàn)偏差,學(xué)生滴加試劑有誤差,需要學(xué)生多練習(xí);難于完成定量實驗;對氣體與液體的反應(yīng)效果不是特別明顯,膠囊所見沉淀現(xiàn)象不明顯;主體部分不能加熱。
參考文獻(xiàn):
[1]王磊主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《化學(xué)1(必修)》(第3版)[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2007.
作者簡介:
王守德(1980.03-),男,漢族,山東省青州市人,大學(xué)本科,中學(xué)二級教師,研究方向:普通高中化學(xué)實驗教學(xué)。