SO2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化集成

馬紅松+郭強(qiáng)

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖

1.有關(guān)SO2實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

（1）硫在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在空氣中點(diǎn)燃硫，再將其插入氧氣瓶中，硫燃燒產(chǎn)生的SO2散失到空氣造成污染，不符合綠色化學(xué)的要求。

（2）教師在演示SO2漂白性實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往向品紅溶液中直接通入SO2氣體，復(fù)色實(shí)驗(yàn)也常常在敞口試管中進(jìn)行，這些操作都會(huì)導(dǎo)致SO2逸出而污染空氣。

（3）用SO2氣體模擬酸雨實(shí)驗(yàn)時(shí)，耗時(shí)較長(zhǎng)且效果不明顯。

（4）在中學(xué)階段，很少有教師利用SO2做噴泉實(shí)驗(yàn)，致使學(xué)生產(chǎn)生“SO2不能做噴泉實(shí)驗(yàn)”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

2.優(yōu)化集成的方法

在密閉容器中，利用一段燭芯實(shí)現(xiàn)了硫在氧氣自動(dòng)燃燒；硫燃燒放熱提高了反應(yīng)速率，促使品紅紙花、綠葉迅速變色；再利用燃燒產(chǎn)生的SO2探究酸雨的形成和H2SO3的性質(zhì)；用NaOH溶液吸收多余SO2后，瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓實(shí)現(xiàn)了噴泉實(shí)驗(yàn)。這樣就將硫在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)、SO2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、酸雨的形成及H2SO3的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和噴泉實(shí)驗(yàn)成功的優(yōu)化集成為一個(gè)綠色實(shí)驗(yàn)，從而大大提高了課堂效益。

二、實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1、2所示）

圖1圖2三、實(shí)驗(yàn)操作

(1)在橡皮塞上打一個(gè)孔，固定一根石英導(dǎo)管燃燒匙，并在導(dǎo)管另一端上套一段密封的橡皮管。

(2)先收集一錐形瓶（250 mL）氧氣，用毛玻璃片蓋住備用。并在瓶中放入一片品紅浸濕的紙花和一片綠葉（可事先用縫衣針在綠葉上扎些小孔，破壞綠葉表面的蠟質(zhì)層；或?qū)⑿迈r綠葉放在陽(yáng)光下增強(qiáng)光合作用，打開(kāi)氣孔；都有利于快速反應(yīng)）。

(3)燃燒匙內(nèi)放入約0.4 g硫粉，在硫粉上插一小段燭芯。

(4)將燭芯點(diǎn)燃后即可插入瓶中，立即將橡皮塞塞住瓶口(如圖1所示），硫粉燃燒發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰、紅色紙花顏色褪去、綠葉迅速變黃。

(5)在空氣中加熱浸有品紅的濾紙，不褪色；水煮綠葉，仍保持綠色。

(6)紙花褪色后，用酒精燈對(duì)錐形瓶中褪色的紙花和綠葉墊石棉網(wǎng)加熱（經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)效果比水浴加熱好），紙花顏色恢復(fù)，變黃的葉片顏色不能恢復(fù)。

(7)用注射器刺穿橡皮管向瓶?jī)?nèi)注入少量蒸餾水，振蕩。

(8)用注射器刺穿橡皮塞取少許錐形瓶中的溶液，滴到pH試紙上，測(cè)得溶液pH可達(dá)2或3；取溶液注入盛有BaCl2溶液的試管中，有少許白色沉淀，再向其中滴加3%的H2O2溶液，振蕩，滴加稀鹽酸，立刻產(chǎn)生大量不溶于稀鹽酸的白色沉淀。（此現(xiàn)象清楚地說(shuō)明：無(wú)論硫粉多少，氧氣都會(huì)有剩余，將部分亞硫酸氧化成硫酸，直觀地解釋了自然界中酸雨的酸性逐漸增強(qiáng)的原因。）

(9)用注射器刺穿橡皮管向瓶?jī)?nèi)注入少量濃氫氧化鈉溶液，振蕩；再將錐形瓶倒置，導(dǎo)管插入盛有蒸餾水的燒杯中，去掉密封的橡皮管，立刻形成噴泉（如圖2所示）。

四、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)本實(shí)驗(yàn)將多個(gè)實(shí)驗(yàn)作整體化設(shè)計(jì)，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高了課堂教學(xué)效益。

(2)整個(gè)實(shí)驗(yàn)完全在密閉條件下進(jìn)行，充分利用硫燃燒產(chǎn)生的SO2進(jìn)行了多個(gè)實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化、集約化；通過(guò)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化集成激發(fā)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和反思意識(shí)。

(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)SO2漂白性與SO2危害性的認(rèn)識(shí)；該實(shí)驗(yàn)還直觀的解釋了硫酸型酸雨酸性增強(qiáng)的原因，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)環(huán)境的危機(jī)感和環(huán)保意識(shí)。

五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

①裝置密封性要好，制取氧氣不可用氯酸鉀。

②引燃的燭芯（或帶火星的火柴梗）不超過(guò)0.5厘米。

③石英導(dǎo)管燃燒匙也可用金屬燃燒匙和導(dǎo)管代替。(收稿日期：2013-12-30)