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关于二氧化硫性质实验的探究和改进
二十中学 王宏盈（高中）
一、 教材分析
在人教版高中化学必修1中，二氧化硫是一种重要的气体，是在学习了硅和氯这两种非金属元素后的又一种元素——硫的重要化合物。二氧化硫的性质及其与社会生产生活密切相关的用途是主要学习的内容。
学生通过本节知识的学习，进一步构建元素化合物的知识体系和学习物质性质的方法和思路，为后面氮元素的学习奠定良好的基础。
关于二氧化硫性质的学习中，教材内容及相关实验只讲授了二氧化硫易溶于水，和作为酸性氧化物的性质和漂白性这三个性质，关于其氧化性和还原性的知识并没有涉及。
在实际的知识考察中，关于二氧化硫的酸性、还原性、和漂白性等是经常会出现的。所以在教学中我增加相关的实验来直观的说明二氧化硫的这些重要的性质是很有必要的。
二、学情分析
此时的学生已经经过高中几乎一学期的化学学习，已经基本建立了高中化学的学习和分析问题的方法，在知识上已经有有了关于氧化还原反应基本概念的学习基础和金属元素及其重要化合物的性质和实验的知识积累，已经具备的一定的分析和解决化学问题的能力。
此外，学生在学习化学知识是本身就存在通过实验探究物质性质的内在驱动力，对实验方案的设计和改进具有强烈的探索的欲望。 2
三、 教学目标
1. 知识与技能：学生学会用已有的化学原理和经验解决实际问题，通过学习能对SO2的性质有全面的了解和认知，加强实验操作动手能的培养。
2. 过程与方法：通过讨论和探究，学会自主探索获取知识、应用知识的方法。
3. 情感态度与价值观：通过实验设计和改进提升实验素养，体会课堂教学与学科的发展和当代可持续发展的关联。在实验探究中相互交流与评价，养成团队合作的品质。
四、 教学过程设计思路
性质学习往往通过实验教学法实现，教材中所设计的实验较为简单，不能全面表现其性质，需要进行补充。本次实验是将传统的课堂补充实验进行改进，达到既能全面表现二氧化硫的性质，有克服传统实验的诸多弊端目的。
（此处可用于收集，或继续组装其他性质实验装置：如
组装与H2S反应装置。还可以通过通水方法排进气体）
（热水） （品红溶液） （石蕊试液） （溴水） （酸性KMnO4） （蘸有NaOH的棉花） 微型化学实验应用——二氧化硫性质检验实验改进
（河北省张家口市宣化一中 化学教研组 李彤 075100）
一．改进实验目的
二氧化硫是一种具有刺激性气味的有毒气体，性质多样，具有酸性、漂白性、还原性等，能使品红、溴水、氯化铁溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色。整个实验装置包括制备装置、性质实验装置和尾气处理装置，故在班级做演示实验时仪器较多，同时易造成S02扩散,污染教室环境,严重威胁师生的健康，。为此，我们对该实验进行改进，使操作更加简便、实验时间短、药品用量少、效果明显，而且方便展台演示、便于学生观察，有效的防止了S02的逸散，有助于学生环保意识的养成。
二．实验仪器及试剂：
仪器：具支试管（带双孔塞）、导管、橡胶管（若干）、分液漏斗、干燥管、烧杯（带热水）、铁架台（带铁夹）
药品：70%浓硫酸、Na2SO3固体、FeCl3溶液、品红溶液、石蕊试液、溴水、酸性KMnO4、蘸有NaOH的棉花。
三．实验仪器装置图及仪器的组装说明
四．实验操作部分
向具支试管中加入少量亚硫酸钠粉末，分液漏斗中注入少量浓硫酸，用注射器从橡胶管处向输液管处注入药品。关闭上面的止水夹，打开下面的止水夹，旋转分液漏斗的玻璃旋塞，是浓硫酸滴下与亚硫酸钠反应，观察四个输液管中的现象；关闭下面的止水夹，打开上面的止水夹，继续做其他实验。（实验完毕后，还可从此导管处通水，将装置中的残余S02全部排出。）
实验完毕后，从分液漏斗中注入一定量的浓氢氧化钠片刻后，再拆仪器。
五．装置改进的意义 此实验由于是变色反应，反应现象明显，且反应速度快，大大减少污染，节省药品而且缩短了实验时间，操作更为方便。同时，通过借助多媒体设备进行投影，可以使学生观察方便。
基于“可逆反应”概念建构的二氧化硫性质实验改进
作者：刘明霞 汪梅 钟琴 常金明
来源：《化学教学》2022年第08期
摘要： 在梳理教材及文献中二氧化硫性質实验利与弊的基础上，采用注射器、气球、V型玻璃管、具支试管等仪器将教材中的两个实验重新进行装置一体化和试剂微量化设计。改进后的实验操作简便、试剂用量少、利于环保，还能在检验二氧化硫的水溶性及其水溶液漂白性的同时，为学生建构“可逆反应”概念提供支撑。
关键词： 二氧化硫的制备与性质; 可逆反应; 一体化设计; 化学微量化实验
文章编号： 1005 6629（2022）08 0070 03
中图分类号： G633.8
文献标识码： B
1 问题的提出
1.1 教材实验分析
2019年版人教版普通高中教科书化学必修第二册第5章第1节“硫及其化合物”中，关于二氧化硫的性质编排了如下两个实验[1]。
实验5 1： 把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。
实验5 2： 用试管取2mL在实验5 1中得到的溶液，向其中滴入1～2滴品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。然后加热试管，注意通风，再观察溶液的变化。
教材实验采用常规装置和药品，现象较为明显，便于学生观察，在一定程度上发挥了实验的教学功能。但是教材没有提及气体制备和收集的具体方案，需要教师课前准备，实际操作较为繁琐，且实验全程在敞口的试管中进行，缺少尾气处理装置。 1.2 “可逆反应”概念分析
“可逆反应”是中学化学教学中一个重要概念，最早出现在“硫和二氧化硫”内容之中。概念的形成是一个由感性认识上升到理性认识的过程，教材将其穿插于上述实验之间，其目的在于以实验为载体，帮助学生更好地理解和掌握“可逆反应”概念，符合学生的认知发展规律。不足之处是教材直接告知了结论“亚硫酸不稳定，易分解”，逆反应过程在上述实验中没有直接得到体现。在学生现有的认知结构中，认为化学反应都是正向发生的定势思维已经形成，若没有相关的实验事实为概念建构提供实证支撑，容易导致学生理解上的偏差[2]。
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，具有强烈的刺激性气味。它是许多工业过程中产生的废气之一，也是空气污染的重要来源之一。对二氧化硫性质的实验研究非常重要，可以帮助我们更好地了解它的特性，进而探索改进和创新措施来减少其对环境的污染。
一种常见的二氧化硫性质实验是利用二氧化硫与水的反应进行观察。二氧化硫可以溶于水，生成亚硫酸：
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
在这个实验中，我们可以观察到二氧化硫气体溶解后水的颜色变化，由透明变为稍微带有浅黄色。这个实验可以帮助我们了解二氧化硫的溶解性和与水的化学反应。
二氧化硫还可以与氧气发生反应，生成二氧化硫的酸性氧化物——三氧化硫：
这个反应是在一定温度和压力条件下进行的，它是用来生产硫酸的重要步骤。通过观察这个实验，我们可以了解二氧化硫和氧气的化学反应速率、反应温度等因素对反应的影响，从而为提高生产效率提供参考。
二氧化硫性质的实验还可以通过观察其与一些有机物质的反应来进行。二氧化硫会与酚类物质反应生成硫酸酯，这个反应可以用于测定二氧化硫的浓度。二氧化硫还能够与氯化银沉淀产生反应，生成沉淀物——硫酸银，这个实验可以用于检测二氧化硫的存在。
当前的二氧化硫性质实验还存在一些局限性，比如传统的实验方法通常需要较长的实验时间，而且操作比较繁琐。我们需要通过改进和创新来提高实验方法的效率和准确性。
一种可能的改进方法是利用仪器设备进行快速、自动化的测试，比如使用气相色谱仪进行二氧化硫浓度的检测。这种方法可以快速准确地测量样品中的二氧化硫含量，并且操作相对较为简单方便。
可以通过引入新的试剂或改变实验条件，来提高实验的敏感度和准确性。可以使用新型的催化剂来加速二氧化硫与氧气的反应速率；可以改变实验温度和压力，以获取更准确的实验数据。
还可以结合数学模型和计算机模拟来预测和优化二氧化硫的性质和反应过程。通过建立动力学模型，我们可以更好地理解二氧化硫的反应机理，从而在实验和生产中提供更准确的指导。
