二氧化硫的制备及性质微型实验装置的自制研究

作者：罗珊 李远蓉 卢一卉

来源：《新教育时代》2015年第08期

        摘 要：利用日常生活中废弃的物品，自制微型化学实验仪器，设计了4种实验装置，研究二氧化硫的制备及性质实验，装置集二氧化硫的制取与检验为一体，检验试验互不干扰，用量小，操作简单，现象明显。明确化学实验微型化的优越性，培养学生动手操作能力，创新精神和环保节约意识。

        关键词：二氧化硫 微型实验 自制实验装置

        一、前言

        化学是一门以实验为基础的学科，以教师演示实验为主的化学实验教学，已经不能适应新课程的要求，现行中学化学课时紧，学习任务重，化学实验不能很好的开展，一学期就只能做3～5次实验，甚至更少。老少偏穷的地方由于教学资源匮乏，无法开展化学实验，为了解决此类问题。笔者在绿色化学的理念下，自行设计了4套二氧化硫的制备及性质检验的微型实验装置，集制备及性质为一体，试剂用量少、操作方便、节约时间、现象明显、环境污染小。实验装置材料生活化，便于学生自己动手操作，安全方便，充分发挥其想象力和创造力。

        二、实验装置设计

        1.实验原理

        二氧化硫是一种酸性氧化物，具有漂白性，氧化性，还原性。在实验室里，常用亚硫酸钠跟浓硫酸发生反应制取二氧化硫，反应的化学方程式：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+H2O+SO2↑

        此反应是固体粉末与液体反应制取气体，实验装置无需加热，SO2有毒，密度比空气大，易溶于水。SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3跟某些有色物质直接化合生成不稳定的无色化合物，该物质在一定条件下（如加热）可分解，使物质又恢复原来的颜色。

        尾气处理用氢氧化钠溶液：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

        2.实验药品

        Na2SO3固体、H2SO4、KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红溶液、NaOH溶液。

        3.实验装置的制作

        3.1蒸笼式

        此装置的制作非常简单，用我们日常生活中废弃的食品包装袋就可以，如果味饮料旺旺碎冰冰里面的塑料包装袋，需要5个，一个用来打孔的小钉子，胶带或者胶棒，主要用来密封，用废弃饮料盖做一个顶盖，实验装如图1所示，最后用削去一个废弃塑料瓶子底部的三分之二后的部分来固定此装置。

        3.2实验步骤

        （1）将自己设计的微型装置事先清洗干净，如图装好仪器，

        检查装置的气密性。

        （2）装药品：向1中加入少许亚硫酸钠固体，在2处放入高锰酸钾溶液，在3处放入紫色石蕊试液，在4处放入品红溶液，在5处放入氢氧化钠溶液，最后向1中加入浓硫酸，反应开始，注意观察实验现象。

        （3）实验结论：实验中有刺激性气味的气体产生，品红溶液褪色，紫色石蕊变红，高锰酸钾溶液褪色，反应放出大量的热。

        （a）品红溶液颜色褪去，说明SO2具有漂白性。

        （b）紫色石蕊变红，说明SO2的水溶液呈酸性。

        （c）滴有KMnO4溶液褪色，说明SO2具有还原性。

        易被KMnO4所氧化。用装置5来吸收二氧化硫，避免其污染环境。此装置还可以完成氯气的制备及性质实验。

        以上介绍的是塔式蒸笼设计，还有另外一些实验装置设计，也可以完成实验并取得好的实验效果，下面介绍其他3种自制的实验装置设计。

        3.3管道式

        可用废弃的塑料管，如图2所示：塑料吸管，透明的塑料笔管等等，这里介绍用笔管的做法，把一根笔管4等分并标记，然后用火机烧至笔管变软后立即搬弯曲，最后把做好的笔管连接起来即可，连接处一定要注意密封，可以用胶棒密封。

        反应在一个密闭的空间里发生，产生的气体充满管道，在弯管处放置适当的试剂可以检验气体性质，此装置可以用来做二氧化硫的制备及性质实验，也适用于做氯气的制备及性质实验，还可做二氧化碳的制备及性质实验。

        3.4气室式

        可用废弃的透明塑料盒或玻璃罐一个，4个塑料瓶盖，塑料盒或玻璃罐应密封，保证装置的气密性良好，装置如图3所示。气体的发生和检验装置在同一个密闭的空间里进行，由于制取气体的反应大多比较快，为避免气体逸出，操作的速度一定要快。此装置可以用来做二氧化硫、氯气的制备及性质实验。

        3.5串联式

        一次性注射器一个，废弃药瓶5个，输液管1根，铁钉、胶棒各1根，实验装置如图4所示。通过注射器将液体药品加入到反应器中，反应发生，产生的气体通过每个事先装满药品的青霉素瓶，以此来检验气体的性质，此装置可以用来做二氧化硫、氯气、二氧化碳以及硫化氢的制备及性质实验。

        三、结语

        制作注意事项：

        （1）应保证所选材料安全，卫生，无污染。

        （2）实验药品用量少，反应灵敏，因此，加药品操作应迅速完成。

        （3）本实验无需加热，所以可选择塑料或玻璃材料。

        （4）实验装置要设置尾气处理装置。

        （5）若是需要加热的实验，可以把发生装置换成玻璃材料。于中国论文

        四种实验装置的设计简单，易操作，能同时完成二氧化硫的制取和检验，且检验实验互不干扰，实验所需药品很少，大约只有常量实验的1/10～1/100，降低实验成本，减少环境污染，满足绿色化学，环保化学的要求。重要的是实验装置均采用我们日常生活中的废弃品改造而成，材料易得，且成本低，每个学生都可以自己动手制作，材料种类不唯一。解决了中学教学中由于学生人数较多、实验仪器和药品比较缺乏、教师资源不足和实验消耗时间较长，课时紧张而无法开展化学实验这一难题。能让学生亲身经历装置的制作过程，有利于培养学生的创新精神和发散思维，值得推广，有较好的应用前景。