对初中化学硫及二氧化硫系列实验的改进’
张娜 李德前
摘要：对初中化学教科书上“检验二氧化硫”、“模拟酸雨”等实验进行了组合设计，改进了原实验的一些不足，提高了化学实验的趣味性、安全性、简约性、实践性和思维性，因此增强了化学实验教学的有效性。
关键词：初中化学;检验二氧化硫实验;模拟酸雨实验;改进
文章编号：1008-0546（2018）10-0094-02 中图分类号：G633.8 silm标识码：B
2012年出版的沪教版《义务教育教科书·化学》九年级下册第9章第3节依次编排了检验二氧化硫、硫燃烧、二氧化硫溶于水、熟石灰中和模拟酸雨等系列实验川，笔者在教学中对上述实验进行了融合与改进。
一、课本实验的不足之处
首先，教科书在108页“观察与思考”栏目安排了“检验二氧化硫”实验（见图1），该实验装置不是密闭的，导致实验过程中二氧化硫气体会逸出烧杯，在一定程度上污染了空气;并且上述操作产生的二氧化硫气体不多，能接触到高锰酸钾溶液的二氧化硫更少，因而实验现象不够明显。
随后，教科书在第110页“活动与探究‘栏目中，又安排了模拟酸雨实验，分别由“硫燃烧”、“二氧化硫与水作用”、“检验二氧化硫水溶液的酸碱度”、“熟石灰中和酸溶液”等系列实验组成。由于该实验体系是开放的，硫粉燃烧实验污染了环境，而且上述设计也没有体现二氧化硫及酸雨的危害。
另外，上述两个栏目的实验两次产生（制取）二氧化硫气体，既不简约，又污染环境。
二、对硫、二氧化硫系列实验的改进
笔者采用“缺点列举法”和“替换法”[2]，对硫、二氧化硫系列实验进行了成功的改进。
1.改进实验所需用品
主要有500mL三口烧瓶（含有配套的3个橡皮塞）、笔形低压电烙铁、燃烧匙、小试管、小气球、红花、绿叶，硫粉、高锰酸钾稀溶液、蒸馏水、紫色石蕊试掖、氢氧化钙溶液等。
2.改进后的实验装置
改进后的实验装置见图2（夹持装置略）。
3.改进后的实验操作
（1）取一个与500mL三口烧瓶的右侧口配套的单孔橡皮塞，在单孔橡皮塞中插入长约6cm的细导管;在细导管的下端用线系上一片新鲜的绿叶，在细导管的上端系上一个小气球（用来缓冲三口烧瓶内的压强变化）。
（2）取一个与三口烧瓶中间口配套的双孔橡皮塞，在粗孔中插入笔形低压电烙铁，细孔中插入燃烧匙（匙内放有少许硫粉），并使电烙铁的发热端刚好接触到硫粉。
（3）取一个与三口烧瓶左侧口配套的橡皮塞，在橡皮塞反面固定两根线，一根线系一朵红花，另一根线系在小试管的管口上（小试管内盛有3～5mL的高锰酸钾稀溶液）。
（4）按图2连好整个实验装置，检验该装置的气密性，即：用酒精灯外焰微热三口烧瓶底部，若小气球微微膨胀，则说明装置氣密性良好。
（5）拔掉三口烧瓶中间口上的橡皮塞，用向上排空气法在三口烧瓶中集满氧气，再向三口烧瓶中注人大约35～45mL的蒸馏水（其中滴有适量的石蕊试液），然后再次按图2连好整个实验装置。
（6）将电烙铁接通电源，大约2分钟硫粉被引燃，发出明亮的蓝紫色火焰，小气球稍微膨胀;待硫粉燃烧结束，及时断开电烙铁的电源。稍后可以观察到，红花、绿叶褪色且呈蔫状，小试管中的高锰酸钾溶液褪为肉色或无色，烧瓶底部滴有石蕊试液的蒸馏水变为浅红色。
（7）待三口烧瓶冷却至室温后，轻轻振荡烧瓶，使其中的二氧化硫气体被充分反应或吸收，此时小气球明显变瘪。
（8）拔掉三口烧瓶中间口上的橡皮塞，向烧瓶底部的红色溶液中注人适量的石灰水，再轻轻振荡，溶液红色消失，变为蓝色或紫色。
（9）实验结束，整理实验用品。
4.实验现象及分析
（1）三口烧瓶中充满氧气，因此硫粉在其中燃烧会产生明亮的蓝紫色火焰，有关的化学方程式是
（2）硫粉燃烧时气球稍微膨胀，是因为硫粉燃烧放出大量的热、电烙铁通电也放热，从而引起三口烧瓶中的气体膨胀。反应结束，三口烧瓶中的二氧化硫气体被充分吸收，瓶内出现负压，此时小气球会变瘪。
（3）新鲜的红花、绿叶褪色，说明二氧化硫气体具有漂白性。另外，红花、绿叶遇到二氧化硫气体黯然失色并打蔫，还说明二氧化硫气体对植物的危害性很大[3]。
（4）小试管中的高锰酸钾溶液褪色，是因为二氧化硫气体具有还原性，它与高锰酸钾溶液发生了较为复杂的化学反应。由于该反应的现象非常明显，因此中学化学实验中常用高锰酸钾溶液检验二氧化硫气体的存在。
（5）三口烧瓶底部滴有石蕊试液的蒸馏水变为红色，说明二氧化硫溶于水生成了酸（主要反应是SO2+H2O=H2SO3）;并且由于空气中氧气的作用，H2SO3还会被氧化为H2SO4（主要反应是2H2SO3+O2=2H2SO4），使溶液的酸性进一步增强。进而说明，二氧化硫气体会形成酸雨。
（6）向浅红色溶液中滴人氢氧化钙溶液后，溶液红色逐渐褪去，变为紫色或蓝色，这说明溶液中的酸已被氢氧化钙完全中和[主要反应是H2SO3+Ca（OH）2=CaSO3+2H2O、H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O。进而说明，工农业生产中可以用廉价的熟石灰来治理酸雨、改良酸性土壤。
三、改进后的实验优点
（1）实验在密闭的三口烧瓶中进行，杜绝了对环境的污染，体现了绿色化学的理念。
（2）在密闭容器里先后进行硫燃烧、二氧化硫的性质（漂白性、还原性、与水反应等）、氢氧化钙中和酸等系列实验，提高了实验的流畅性、趣味性、直观性、综合性和思维性等。
（3）实验衔接了初高中化学教学，对二氧化硫的性质进行了深入的探究，开阔了学生的视野，培养了学生的环境意识和创新精神。
（4）能够丰富中学化学实验教学资源，提高化学实验教学的有效性。
参考文献
[1]中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级下册）[M].上海：上海教育出版社，2015：108-111
[2]李德前.例谈初中化学实验创新的思维方法[J].化学教学，2013（3）：65-68
[3]李德前，李为才，张玲.初中化学教材中“酸雨模拟”探究实验的改进[J].北学教育，2011（7）：58-59
摘要：对初中化学教科书上“检验二氧化硫”、“模拟酸雨”等实验进行了组合设计，改进了原实验的一些不足，提高了化学实验的趣味性、安全性、简约性、实践性和思维性，因此增强了化学实验教学的有效性。
关键词：初中化学;检验二氧化硫实验;模拟酸雨实验;改进
文章编号：1008-0546（2018）10-0094-02 中图分类号：G633.8 silm标识码：B
2012年出版的沪教版《义务教育教科书·化学》九年级下册第9章第3节依次编排了检验二氧化硫、硫燃烧、二氧化硫溶于水、熟石灰中和模拟酸雨等系列实验川，笔者在教学中对上述实验进行了融合与改进。
一、课本实验的不足之处
首先，教科书在108页“观察与思考”栏目安排了“检验二氧化硫”实验（见图1），该实验装置不是密闭的，导致实验过程中二氧化硫气体会逸出烧杯，在一定程度上污染了空气;并且上述操作产生的二氧化硫气体不多，能接触到高锰酸钾溶液的二氧化硫更少，因而实验现象不够明显。
随后，教科书在第110页“活动与探究‘栏目中，又安排了模拟酸雨实验，分别由“硫燃烧”、“二氧化硫与水作用”、“检验二氧化硫水溶液的酸碱度”、“熟石灰中和酸溶液”等系列实验组成。由于该实验体系是开放的，硫粉燃烧实验污染了环境，而且上述设计也没有体现二氧化硫及酸雨的危害。
另外，上述两个栏目的实验两次产生（制取）二氧化硫气体，既不简约，又污染环境。
二、对硫、二氧化硫系列实验的改进
笔者采用“缺点列举法”和“替换法”[2]，对硫、二氧化硫系列实验进行了成功的改进。
1.改进实验所需用品
主要有500mL三口烧瓶（含有配套的3个橡皮塞）、笔形低压电烙铁、燃烧匙、小试管、小气球、红花、绿叶，硫粉、高锰酸钾稀溶液、蒸馏水、紫色石蕊试掖、氢氧化钙溶液等。
2.改进后的实验装置
改进后的实验装置见图2（夹持装置略）。
3.改进后的实验操作
（1）取一个与500mL三口烧瓶的右侧口配套的单孔橡皮塞，在单孔橡皮塞中插入长约6cm的细导管;在细导管的下端用线系上一片新鲜的绿叶，在细导管的上端系上一个小气球（用来缓冲三口烧瓶内的压强变化）。
（2）取一个与三口烧瓶中间口配套的双孔橡皮塞，在粗孔中插入笔形低压电烙铁，细孔中插入燃烧匙（匙内放有少许硫粉），并使电烙铁的发热端刚好接触到硫粉。
（3）取一个与三口烧瓶左侧口配套的橡皮塞，在橡皮塞反面固定两根线，一根线系一朵红花，另一根线系在小试管的管口上（小试管内盛有3～5mL的高锰酸钾稀溶液）。
（4）按图2连好整个实验装置，检验该装置的气密性，即：用酒精灯外焰微热三口烧瓶底部，若小气球微微膨胀，则说明装置氣密性良好。
（5）拔掉三口烧瓶中间口上的橡皮塞，用向上排空气法在三口烧瓶中集满氧气，再向三口烧瓶中注人大约35～45mL的蒸馏水（其中滴有适量的石蕊试液），然后再次按图2连好整个实验装置。
（6）将电烙铁接通电源，大约2分钟硫粉被引燃，发出明亮的蓝紫色火焰，小气球稍微膨胀;待硫粉燃烧结束，及时断开电烙铁的电源。稍后可以观察到，红花、绿叶褪色且呈蔫状，小试管中的高锰酸钾溶液褪为肉色或无色，烧瓶底部滴有石蕊试液的蒸馏水变为浅红色。
（7）待三口烧瓶冷却至室温后，轻轻振荡烧瓶，使其中的二氧化硫气体被充分反应或吸收，此时小气球明显变瘪。
（8）拔掉三口烧瓶中间口上的橡皮塞，向烧瓶底部的红色溶液中注人适量的石灰水，再轻轻振荡，溶液红色消失，变为蓝色或紫色。
（9）实验结束，整理实验用品。
4.实验现象及分析
（1）三口烧瓶中充满氧气，因此硫粉在其中燃烧会产生明亮的蓝紫色火焰，有关的化学方程式是
（2）硫粉燃烧时气球稍微膨胀，是因为硫粉燃烧放出大量的热、电烙铁通电也放热，从而引起三口烧瓶中的气体膨胀。反应结束，三口烧瓶中的二氧化硫气体被充分吸收，瓶内出现负压，此时小气球会变瘪。
（3）新鲜的红花、绿叶褪色，说明二氧化硫气体具有漂白性。另外，红花、绿叶遇到二氧化硫气体黯然失色并打蔫，还说明二氧化硫气体对植物的危害性很大[3]。
（4）小试管中的高锰酸钾溶液褪色，是因为二氧化硫气体具有还原性，它与高锰酸钾溶液发生了较为复杂的化学反应。由于该反应的现象非常明显，因此中学化学实验中常用高锰酸钾溶液检验二氧化硫气体的存在。
（5）三口烧瓶底部滴有石蕊试液的蒸馏水变为红色，说明二氧化硫溶于水生成了酸（主要反应是SO2+H2O=H2SO3）;并且由于空气中氧气的作用，H2SO3还会被氧化为H2SO4（主要反应是2H2SO3+O2=2H2SO4），使溶液的酸性进一步增强。进而说明，二氧化硫气体会形成酸雨。
（6）向浅红色溶液中滴人氢氧化钙溶液后，溶液红色逐渐褪去，变为紫色或蓝色，这说明溶液中的酸已被氢氧化钙完全中和[主要反应是H2SO3+Ca（OH）2=CaSO3+2H2O、H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O。进而说明，工农业生产中可以用廉价的熟石灰来治理酸雨、改良酸性土壤。
三、改进后的实验优点
（1）实验在密闭的三口烧瓶中进行，杜绝了对环境的污染，体现了绿色化学的理念。
（2）在密闭容器里先后进行硫燃烧、二氧化硫的性质（漂白性、还原性、与水反应等）、氢氧化钙中和酸等系列实验，提高了实验的流畅性、趣味性、直观性、综合性和思维性等。
（3）实验衔接了初高中化学教学，对二氧化硫的性质进行了深入的探究，开阔了学生的视野，培养了学生的环境意识和创新精神。
（4）能够丰富中学化学实验教学资源，提高化学实验教学的有效性。
参考文献
[1]中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书·化学（九年级下册）[M].上海：上海教育出版社，2015：108-111
[2]李德前.例谈初中化学实验创新的思维方法[J].化学教学，2013（3）：65-68
[3]李德前，李为才，张玲.初中化学教材中“酸雨模拟”探究实验的改进[J].北学教育，2011（7）：58-59
