二氧化硫的制备及其性质实验的改进
二氧化硫制备与性质实验的改进与探究
二氧化硫制备与性质实验的改进与探究作者：王秀荣来源：《化学教学》2017年第10期摘要：针对二氧化硫的制备与性质实验的一些不足作改进。
将二氧化硫的制备与多个性质实验及尾气吸收等结合在一起进行一体化设计，使整个实验装置密闭、操作简单、现象明显、几乎无二氧化硫气体残留。
该实验集微型化和综合性于一体，既节约试剂、现象明显，又可控速率、有益环保。
关键词：二氧化硫制备；性质实验；一体化设计；套管装置；实验改进文章编号：1005–6629（2017）10–0049–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B1 问题的提出二氧化硫气体的制备与性质是高中化学的重要知识。
不同版本的教材[1～3]对相关实验均分段设计，教学中每个性质实验均需提前制备并收集好二氧化硫，这样的設计虽然具有较强的教学示范性，便于教学中分析研究，但实验中稍有不慎极易造成二氧化硫气体泄漏，引起环境污染，危害师生的身心健康。
实验室制备二氧化硫气体的常用试剂是亚硫酸钠固体和浓硫酸（75%左右），多次实验后发现，反应最初较为剧烈，但随着反应的进行常因亚硫酸钠固体发生板结而使产生气体的速率大大减慢，因而气体生成速率不易控制。
另外，二氧化硫气体的收集与验满教材中也没有给出明确具体的指导方法，造成教学中众说纷纭，且大多较为复杂。
诸如此类的因素使二氧化硫气体的制备与性质实验在实际教学中难以顺利地广泛开展，教师大多采用视频实验代替演示实验，学生分组实验基本不做。
如何改进二氧化硫气体的相关实验，提高实验的课堂演示率，使学生真切感受二氧化硫气体的性质，无论对于当前的实验教学还是防治环境污染都是一个亟待解决的问题。
查阅文献资料发现，不少学者曾对二氧化硫气体的制备与性质实验进行过相关研究[4～10]，但研究选取的角度各不相同。
笔者根据多年的教学实践结合当前大力提倡的绿色环保理念，运用常规仪器和试剂对二氧化硫的制备与性质实验进行了新的设计，集二氧化硫气体的制备及性质实验于一体，实现了实验的微型化与一体化。
环保便携式二氧化硫的制备方法与性质实验改进探研
环保便携式二氧化硫的制备方法与性质实验改进探研作者：李海志来源：《成才之路》 2019年第8期李海志（四川省双流棠湖中学，四川成都610200）摘要：二氧化硫的性质是高考的重点，为了解决传统实验准备烦琐、实验耗时长、且因药品过量而浪费大、污染环境等问题，可通过制备定量苯磺酸片剂和亚硫酸氢钠片剂代替传统的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末，制备含药剂的干态棉团验证二氧化硫的性质，也可以利用80%的丙酮水溶液做溶剂，然后将三个注射器和四个大肚管进行连接，构成一套微型二氧化硫制备与性质实验装置，通过实验操作和观察分析，掌握其性质。
这样的改进，能实现反应定量、高效、快速、安全、环保的效果。
并且，片剂和干态棉团不易变质、便于储存、携带和取用，且用药量少、省时、经济、操作简便。
关键词：化学课程；二氧化硫；制备；性质；微型实验；固态制剂；操作简便中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2019）08-0075-03“二氧化硫的性质”是中学化学教材中十分重要的内容，人教版教材上的两个实验仅仅验证了二氧化硫气体的溶解性和漂白性，没有全面体现出二氧化硫的性质，而要全面体现二氧化硫的性质，需要做进一步的实验。
然而一般的实验方法所需药品用量较大，容易产生浪费现象。
此外，反应不是在封闭的环境下进行，导致二氧化硫气体扩散，造成严重的空气污染，危害师生健康。
微型实验是指用少量或微量的试剂进行验证、测定的实验，实验装置简单，操作方便，试剂用量少，安全性高，成本低，适合大多数中学化学实验。
目前，二氧化硫的性质微型实验改进，主要体现在实验装置上。
例如，可使用注射器代替分液漏斗加液，储存气体；可利用粉笔段或笔芯代替棉花球润湿反应液，对二氧化硫的性质进行检验；可利用药剂盒中的凹槽盛放试液，对二氧化硫性质进行检验。
这些改进大都操作简便，现象明显，节约试剂，可降低二氧化硫的污染，但是仍然存在明显的缺陷。
（1）通常实验室制备二氧化硫采用亚硫酸钠与70%的硫酸反应，但是亚硫酸钠是易溶于水的固体，一般呈粉末状态，反应不易有效控制止停。
二氧化硫性质实验的改进
二氧化硫性质实验的改进实验目的：1、通过探究二氧化硫的性质实验，使学生掌握科学的试验方法，培养学生的逻辑思维能力和动手能力。
2、了解二氧化硫的物理性质；掌握二氧化硫的特殊性、氧化性和还原性。
3、通过改进实验培养实验设计能力、观察能力、分析能力、探究能力和合作学习能力。
实验原理：SO2的制备原理：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2OH2S的制备原理：Na2S+H2SO4(浓)=H2S↑+Na2SO42H2S+SO2 == 3S↓+2H2OSO2+I2+2H2O == 2HI+H2SO42KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4尾气处理：SO2+2NaOH == Na2SO3+H2OSO2+H2O H2SO32H++SO32-SO2可以使品红溶液褪色，加热后颜色还原，因为SO2的漂白原理是SO2与被漂白物反应生成无色的不稳定的化合物，加热时，该化合物分解，恢复原来颜色。
实验仪器与试剂：三颈烧瓶、注射器、试管、玻璃棒、酒精灯、烧杯、铁架台、三脚架、石棉网、药匙、导管、胶管、带孔胶塞、pH试纸、石蕊试纸、淀粉KI试纸、滤纸、胶纸NaOH溶液、品红试剂、浓硫酸、Na2SO3固体、酸性高锰酸钾溶液、Na2S 固体实验步骤与现象：①仪器安装好，检验其气密性②向三颈烧瓶加入过量Na2SO3固体，再用注射器吸取一管浓硫酸，插在右颈上，用烧杯装取一定量品红溶液，用导管与三颈烧瓶连接③取一根玻璃棒，在上面按图A-D顺序贴上pH试纸、蓝色石蕊试纸、酸性高锰酸钾试纸和淀粉KI试纸（酸性高锰酸钾试纸：取一小片滤纸，浸入酸性高锰酸钾溶液中，晾干后即得；淀粉KI试纸应先被数滴高锰酸钾溶液滴过，带有蓝紫色出现，晾干即可），插入中间颈口。
以上试纸反应前均湿润。
④挤入浓硫酸反应立即开始，可以观察到酸性高锰酸钾试纸紫红色褪去，这是因为SO2与高锰酸钾发生反应，而被高锰酸钾氧化的淀粉KI试纸的紫蓝色也褪去，即I2与SO2反应了，证明了SO2的还原性；而蓝色石蕊试纸变红，说明SO2溶于水显酸性；而pH试纸则变为红色，对比比色实验装置图（请以实验报告纸质版为准）卡，说明SO2溶于水生成的亚硫酸为中强酸。
二氧化硫的制备及其性质实验的改进
二：改进后所需的仪器及药品
1：仪器
青霉素瓶（6支），5ml的干燥的注射器（2支）， 20ml的 干燥的注射器（2支），烧杯（3个），点滴板，酒精灯，火 柴，大试管，双孔橡皮塞，气球，药匙，试管架，试管夹
2：药品
Na2SO3 ，4mol/L的H2SO4，充满硫化氢的青霉素瓶1瓶， 酸性高锰酸钾，溴水，pH试纸，品红溶液，NaOH溶液
步骤： 用干燥的注射器吸取约5mLSO2，慢慢注入到充满H2S的青霉素瓶，观 察现象 现象 瓶壁附着淡黄色固体，有少 量水珠 结论 有硫单质析出和水生成，证明 SO2具有氧化性
四：改进后的优点
（1）青霉素瓶等取材方便，又是二次利用，环保，低碳， 节约，实验成本低 （2）改进后的装置简单，能快速制取SO2并把SO2的性质一 一演示出来，提高了课堂教学效率 （3）操作方便、药品用量少、现象明显，成功率高 （4）实验在密闭体系中进行，基本上没有向空气中排放有毒 气体，最大程度的避免了空气污染 （5）实验产生的废物，可以及时的处理，安全、基本无污染 （6）体现了绿色化学的理念，有助于学生从小树立绿色化学 观念
二氧化硫的制备
及其性质实验的改进
衡南二中 苏秋中 邓礼军
一：设计意图
在人教版《化学》（必修一）教材的P90实验4-7中，演示 了SO2的水溶性和漂白性，在教学过程中，我们发现，在 实验时存在一些不足，比如 SO2容易排放到空气中，污染 环境，危害师生健康，在实验过程中，实验药品的用量较 大，造成了药品的浪费，不符合绿色化学的理念，操作较 为复杂，现象不太明显，而且实验不能完全演示二氧化硫 的性质，为此，在借鉴前辈们的创新成果的基础上，我设 计了以下实验方案，能有效解决上述问题。
1：二氧化硫的溶解性及其水溶液的酸性
二氧化硫制取及性质检验实验的改进
二氧化硫制取及性质检验实验的改进作者：黄丽娟来源：《学习周报·教与学》2019年第52期一、项目背景人教版高中《化学》必修1第四章第三节SO2的水溶性和漂白性的演示实验中，课前需要制备SO2并收集保存于试管中。
制取过程中药品用量大，漂白实验在敞开的环境中进行，有毒的SO2气体直接排放到空气中，污染环境，危害师生健康，不符合绿色化学的理念。
操作较为复杂，耗时长，而且教材中的实验没有涉及到SO2的氧化性和还原性的验证，不利于学生对SO2性质的掌握和理解。
二、实验设计思路依据微型化实验设计理念和遵循绿色环保思想，从日常生活中寻找一些替代性的实验器材，补充教材中SO2氧化性和还原性的实验，使实验操作简单化，药品微量化，现象更明显，将演示实验转变为学生实验，培养学生观察能力、动手能力、创新意识和环保意识。
三、实验装置创新及原理5SO2+2H2O+2Na2S=3S↓+4NaHSO3 ;;2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（尾气吸收）5SO2+2H2O+2KMnO4=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4;;SO2+2H2O+I2=2HI+H2SO4四、实验步骤（一）将塑料瓶底放在培养皿中，向塑料瓶底凹槽放入吸有品红溶液的滤纸条和分别滴1～2滴紫色石蕊溶液、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、碘水溶液。
（二）用药匙取少量无水Na2SO3晶体放在瓶盖的中央，将其放在塑料瓶底中央。
（三）用胶头滴管取少量浓硫酸插入连接一段乳胶管的漏斗颈部，（为了保证装置的密封性，在漏斗颈口连接了一段乳胶管），将漏斗倒扣在塑料瓶底和培养皿之间，向培养皿中加入氢氧化钠溶液不超过培养皿的边缘（如图1所示），挤压胶头滴管将浓硫酸滴加到无水Na2SO3晶体上，很快观察到紫色石蕊溶液变红、装有Na2S溶液的凹槽变浑浊有黄色物质析出、酸性KMnO4溶液、碘水溶液、吸有品红溶液的滤纸条均褪色。
（四）略提起漏斗，使二氧化硫被氢氧化钠溶液充分吸收，用镊子取褪色的滤纸条在酒精灯略加热，颜色很快又恢复。
《二氧化硫的制备及性质微型化改进》说课稿(省级化学实验说课大赛获奖案例)
《二氧化硫的制备及性质微型化改进》说课稿一、使用教材人教版高中化学必修一第四章第三节硫氮氧化物二、实验器材自制实验教具：医用一次性带针头的注射器、一次性输液管若干个、医用干净玻璃瓶若干实验器材：小药匙、铁架台、酒精灯、三脚架、石棉网、止水夹实验药品：浓硫酸、亚硫酸钠粉末、紫色石蕊溶液、品红溶液、高锰酸钾溶液、硫化钠溶液、润湿的PH 试纸、氢氧化钠溶液三、实验创新要求/改进要点本节课的主要实验器材都来源于生活中，实验装置简约化，并且很容易在生活中找到，利于本节微型化实验课程的开展。
实验创新点如下：1、输液管可以随时控制反应速率，更能充分的利用实验药品，且药品使用量少，二氧化硫产生量少，且用碱液吸收多余的二氧化硫。
防止二氧化硫污染环境。
2、该实验能够在制取二氧化硫的同时，检验其酸性、漂白性，氧化性，还原性3、整个实验现象明显，课堂效率极高，既无污染、又操作简单、节约能源、实现了“绿色化学理念。
4、本实验运用了生活中的物品和学生一起探究成功，充分调动了学生学习化学的积极性，顺利完成了教学目标，从而培养了良好的科学素养。
5、此改进装置可用于制取氯气、氯化氢、二氧化氮、硫化氢等，也可检验出各种气体的性质。
四、实验原理/实验设计思路在实验改进的过程中本着“绿色化学”的理念，从操作简单、效果明显、节约能源、一器多用的角度出发，通过学生和老师的多次改进最终确定了实验装置。
以往二氧化硫的演示实验装置连接复杂，浪费药品，耗时长，不利于课堂演示。
并且二氧化硫的密闭性差，吸收不充分，影响师生健康。
特别是课堂上对装置的介绍、组装占用了很多的时间，使得教师对二氧化硫性质的分析不充分不透彻，无法真正达到实验探究的效果。
我改进的装置微型一体化，操作简单，现象明显，尾气吸收充分，非常适合课堂实验演示。
通过二氧化硫与各试剂的反应现象，引导学生分析得出二氧化硫的性质：酸性（使紫色石蕊变红）、漂白性（使品红溶液褪色、还原性（使高锰酸钾溶液紫红色消失）氧化性（和硫化钠溶液反应生成黄色的硫单质）。
二氧化硫性质实验联合改进创新研究
二氧化硫性质实验联合改进创新研究二氧化硫是一种常见的气体，具有辛辣的气味和有刺激性的性质。
它是一种重要的化学原料，用于生产硫酸、硫酸铵、二氧化硫酸氢钠等化工产品。
二氧化硫也是环境污染中的重要物质，它的大量排放对大气环境造成严重的影响。
对二氧化硫的性质进行实验研究，并联合改进创新研究，具有重要的意义。
一、二氧化硫的性质实验1. 二氧化硫的化学性质实验材料：浓硫酸、锌粉、试管、二氧化硫气体。
实验步骤：1）在试管中加入少量浓硫酸；2）加入适量的锌粉；3）通入二氧化硫气体；4）观察反应过程。
实验结果：观察到二氧化硫气体与浓硫酸和锌粉发生化学反应产生了硫化氢气体。
反应可表示为：SO2 + H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2S实验结果：观察到点燃的木条在二氧化硫气体中迅速熄灭，伴有火花和火焰。
表明二氧化硫与空气中的氧气反应放出大量的热，引燃了木条并生成二氧化硫气体。
实验结果：观察到二氧化硫气体迅速液化，生成了白色的液体。
说明二氧化硫在常温常压下是一种易液化的气体。
4. 二氧化硫的制备实验材料：硫磺、空气、加热设备。
实验步骤：1）将硫磺加入加热设备中，进行加热；2）通过空气氧化硫磺，生成二氧化硫气体；3）用冷凝器将二氧化硫气体液化。
实验结果：通过控制加热设备的温度和空气的流量，可以有效地制备出纯度较高的二氧化硫气体。
通过以上实验，我们可以了解到二氧化硫的化学性质、物理性质以及制备方法。
这些实验数据为我们对二氧化硫进行改进和创新研究提供了基础资料。
二、二氧化硫性质联合改进创新研究1. 二氧化硫的环境应用二氧化硫是一种常见的环境污染物，它会对大气环境和生态系统产生严重的影响。
联合改进创新研究可以探索二氧化硫的环境应用，例如开发二氧化硫的净化技术，利用二氧化硫进行环境修复等方面的研究，为减少二氧化硫对环境的污染作出贡献。
3. 二氧化硫的健康应用二氧化硫在医药领域也有一定的应用价值，可以用于制备某些药物原料或药品。
二氧化硫制取和性质实验的微量化改进_杨晓东
“微量化实验是改进了微型实验的弊端，以微小量的试剂在较常规的仪器装置中进行化学实验，依然能够得到明显的实验现象。
这样的突破，在保证了用量少、污染少、省时间、易操作的同时，又能达到演示实验的教学目的。
”[1]二氧化硫的制取和性质实验是高中化学中的重要实验，按传统的做法，试剂用量大、装置密封性差、二氧化硫用量无法控制而导致严重污染，侵害教师和学生的身体健康。
笔者利用注射器对二氧化硫的制取和性质实验进行微量化改进，取得了较好的效果。
1 实验用品Na 2SO 3固体、1:1的硫酸、酸性高锰酸钾溶液、碘水、淀粉溶液、BaCl 2溶液、双氧水、硫化钠溶液、一次性注射器（50 mL 一支、20 mL 一支、5 mL 三支）、玻璃瓶3只、玻璃管一支、试管硅胶塞5个、橡皮塞一个、小烧杯一只2 实验准备（1）准备注射器封口塞：取试管用硅胶塞3个待作注射器封口塞（硅胶塞弹性好）。
（2）制作密封反应器：取3个附塞玻璃瓶。
如可选青霉素瓶子，用剪刀撬去外面的铝壳（橡胶瓶塞保留），洗净晾干。
（3）BaCl 2溶液的除氧：将BaCl 2溶液煮沸冷却后用苯封存。
3 实验方法和现象3.1 二氧化硫的制取和收集3.1.1 二氧化硫的制取在注射器中用Na 2SO 3固体与1:1的硫酸反应制取二氧化硫气体，具体操作如下：（1）用20 mL 注射器（甲）吸取10 mL 1:1的硫酸，排除空气后用封口塞封住注射口。
（2）取50 mL 注射器（乙），拔出活塞，平放注射器，用药匙将1 g 亚硫酸钠固体送入注射器的底部。
将活塞插上，并慢慢推动活塞，排除注射器内的空气，装上针头（注意轻推以防将试剂冲出）。
（3）将注射器（乙）的针头通过封口塞插入注射器（甲）内，并慢慢拉动活塞，从注射器（甲）中吸取5 ml 硫酸（见图1）。
此时可观察到注射器（乙）内固体表面有气泡产生，活塞往外推，说明生成了二氧化硫气体。
待固体表面不再有明显气泡时，将针头慢慢拔出。
这时在注射器（乙）的上端收集约25 mL 的二氧化硫气体（产生气体的体积与Na 2SO 3的变质程度有关）。
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二氧化硫的制备及其性质实验的改进
衡南二中苏秋中邓礼军
一：设计意图
在人教版《化学》（必修一）教材的P90实验4-7中，演示了SO2的水溶性和漂白性，在教学过程中，我们发现，在实验时存在一些不足，比如SO2容易排放到空气中，污染环境，危害师生健康，在实验过程中，实验药品的用量较大，造成了药品的浪费，不符合绿色化学的理念，操作较为复杂，现象不太明显，而且实验不能完全演示二氧化硫的性质，为此，在借鉴前辈们的创新成果的基础上，我设计了以下实验方案，能有效解决上述问题。
二：改进后所需的仪器及药品
1：仪器
青霉素瓶（6支），5ml的干燥的注射器（2支），20ml的干燥的注射器（2支），烧杯（3个），点滴板，酒精灯，火柴，大试管，双孔橡皮塞，气球，药匙，试管架，试管夹
2：药品
Na2SO3，4mol/L的H2SO4，充满硫化氢的青霉素瓶1瓶，酸性高锰酸钾，溴水，pH试纸，品红溶液，NaOH溶液
3：装置图
三：操作
一：二氧化硫的制备
步骤：
1：检查装置气密性
2：在大试管中加1药匙Na2SO3，用20ml的注射器吸取约10ml的H2SO4，关闭止水夹
3：将注射器中硫酸滴加到大试管中，发现气球膨胀
4：打开止水夹，用向上排空气法收集4瓶气体备用
5：关闭止水夹，多余的气体储存在气球内
二：二氧化硫的性质
1：二氧化硫的溶解性及其水溶液的酸性
步骤：
a.用注射器吸取约3mL水，先注入1mL水到充满SO2的青霉素瓶中，握住注射器活塞，振荡青霉素瓶，松手，观察现象。
2：二氧化硫的漂白性
步骤：
a.用注射器吸取约2mL品红溶液，慢慢注入充满SO2的青霉素瓶，振荡，观察现象。
3：二氧化硫的还原性
步骤：
a.用注射器吸取约1mL左右的高锰酸钾溶液，慢慢注入充满SO2的青霉素瓶，振荡，观察现象。
的青霉素瓶，振荡，观察现象。
4：二氧化硫的氧化性
步骤：
用干燥的注射器吸取约5mLSO，慢慢注入到充满H
四：改进后的优点
（1）青霉素瓶等取材方便，又是二次利用，环保，低碳，节约，实验成本低
（2）装置简单，能快速制取SO2并把SO2的性质全部演示出来，提高了课堂教学效率（3）操作方便、药品用量少、现象明显，成功率高
（4）实验在密闭体系中进行，基本上没有排放有毒气体排放，最大程度的避免了空气污染（5）实验产生的废物，可以及时的处理，安全、基本无污染
（6）体现了绿色化学的理念，有助于学生从小树立绿色化学观念。