江西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院(330022) 熊 茜 張小亮

1 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原因

在人教版化學(xué)必修1中,關(guān)于SO2的漂白性、氧化性、還原性等性質(zhì)的檢驗(yàn)是把已制備好的SO2,分別將其通入品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液以及硫化鈉溶液實(shí)現(xiàn)的。雖現(xiàn)象明顯,但是實(shí)驗(yàn)過程中卻存在很大的問題。

(1)SO2氣體的制備,易泄漏、污染空氣,吸入過多的SO2對人體有害;

(2)課本中分別檢驗(yàn)SO2的性質(zhì),實(shí)驗(yàn)操作繁瑣,并缺乏尾氣處理裝置。

因此,設(shè)計(jì)高效、簡潔、環(huán)保、易操作且現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)裝置顯然更有意義。

2 SO2 氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)新設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目的

本實(shí)驗(yàn)將SO2氣體的制備、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及尾氣吸收結(jié)合在一起,進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),使整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡單、現(xiàn)象明顯,大大提高了實(shí)驗(yàn)的演示效率。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)使用Na2SO3固體與95%的濃H2SO4進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)原理如下：

Na2SO3＋H2SO4(濃)＝Na2SO4＋H2O＋SO2↑

SO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)主要設(shè)計(jì)了其酸性、氧化性、還原性、漂白性等。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,對比度高。部分反應(yīng)原理如下：

氧化性：3SO2＋2Na2S＝3S↓＋2Na2SO3

還原性：5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋

2.3 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

實(shí)驗(yàn)儀器：塑料瓶、點(diǎn)滴板、注射器。

實(shí)驗(yàn)藥品：濃H2SO4溶液、Na2SO3固體、Na2S溶液、KMnO4溶液、品紅溶液。

2.4 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置

2.5 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

如圖1所示,取1.5L 塑料瓶(廢礦泉水瓶)的底部和上部部分,然后在底部裝入一定量的NaOH溶液,在其上方放置六孔點(diǎn)滴板;6個(gè)孔中分別放入Na2SO3固體、KMnO4溶液、石蕊溶液、品紅溶液、硫化鈉溶液以進(jìn)行SO2的制備及SO2的還原性、酸性、漂白性、氧化性的性質(zhì)檢驗(yàn);最后在瓶蓋處插入注有濃硫酸溶液的注射器,塑料瓶上部底端需蓋住點(diǎn)滴板且沒過NaOH 溶液,從而形成一個(gè)集制備與性質(zhì)檢驗(yàn)的一體化裝置。

將濃H2SO4溶液緩緩注入Na2SO3固體中,濃H2SO4與Na2SO3反應(yīng)生成SO2氣體。待反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,SO2氣體擴(kuò)散到塑料瓶中,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為：

(1)Na2S溶液變成淡黃色渾濁液,這表明SO2具有氧化性;

(2)品紅溶液褪色,這表明SO2水合物具有漂白性;

(3)KMnO4褪色,這表明SO2具有還原性;

(4)石蕊變紅,這表明SO2顯酸性。

過剩的SO2氣體將被NaOH 溶液反應(yīng)中和,減少對大氣的污染。

2.6 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)說明

該裝置簡單、環(huán)保,使用到廢棄的塑料瓶,材料易得,可培養(yǎng)學(xué)生的動手能力;打破用實(shí)驗(yàn)室儀器做實(shí)驗(yàn)的思維定勢,可培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。將SO2的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)合為一體,簡化了實(shí)驗(yàn)操作過程,能夠一起觀察不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,判斷SO2的性質(zhì)。裝置無需密閉,只要保證塑料瓶上部沒入NaOH 溶液,SO2氣體與NaOH 溶液反應(yīng),進(jìn)行尾氣處理。實(shí)驗(yàn)微型化,所用試劑較少,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。