二氧化硫性质实验的改进
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二氧化硫性质实验的改进摘要二氧化硫性质探究是高一必修二重要内容,课本中的演示实验都是试管实验,为了避免污染和使实验现象观察明显,对二氧化硫性质探究实验进行了改进,同时培养学生良好实验习惯和提高实验创新能力。
关键词二氧化硫性质改进一、实验背景(1)人教版现行教材中,二氧化硫性质相关实验的探究存在以下问题:1、都是敞开性试管实验,对环境造成一定污染,也对人的身体健康造成一定伤害,且不利于对学生进行环保意识的熏陶。
2、实验现象难以实现。
教材实验是将装有二氧化硫气体的试管倒立在水中,在试管中保留1/3的溶液,滴加品红溶液,现象是品红溶液褪色,但是通过实验证明,褪色现象难以实现。
3、使用仪器多,操作复杂,耗时较长。
二氧化硫的性质实验涉及二氧化硫的制取和几个独立的性质实验,几个独立实验既浪费时间又造成空气污染。
4、需要二氧化硫量比价多,浪费药品。
5、各演示实验比较单一,不利于调动学生的学习激情,也没有体现二氧化碳气体对环境的影响。
(2)对实验进行分析,确定问题解决方向:1、对二氧化硫制备的处理。
2、可设计本实验把几个性质小实验组合在一起并在一个密闭空间里进行,避免了当堂制取气体的麻烦又节约了时间而且不会造成空气污染。
3、通过对比实验加深学生对二氧化硫性质的认识与学习。
4、对实验进行创新,调动学生激情,培养学生创新和环保意识。
二、实验探索1、二氧化碳的制备制备二氧化碳,可通过下述反应来实现:SO32-+ 2H+= H2O +SO2或HSO32-+ H+= H2O + SO2现行化学实验教科书以固体亚硫酸氢钠与浓硫酸的反应来制备二氧化硫。
在实验教学过程中,我们发现将浓硫酸加入固体亚硫酸氢钠,尤其是较长时间放置的固体亚硫酸氢钠,反应仅产生少量二氧化硫且很快终止,不能顺利进行二氧化硫的性质实验。
若改以同样质量的无水亚硫酸钠固体与浓硫酸反应,则产生大量的二氧化硫气体,反应平稳地进行,能很好地完成二氧化硫的性质实验。
2、二氧化硫的性质探究二氧化硫具有还原性、漂白性、氧化性,其水溶液呈酸性。
二氧化硫性质实验联合改进创新研究
二氧化硫(SO2)是一种常见的无机气体,具有酸性和毒性。
它主要由燃烧化石燃料、冶炼矿石和工业生产中产生。
二氧化硫的排放对大气环境和人类健康造成严重的危害,因此研究和改进二氧化硫的性质和减排方法具有重要意义。
本文将探讨二氧化硫性质的实验研究和改进创新的可能方向。
二氧化硫具有强烈的刺激气味,并且具有强烈的腐蚀性。
我们可以通过对二氧化硫的酸碱性、溶解性和颜色变化等性质进行实验研究。
可以将二氧化硫气体通入纯水中,观察溶液的酸碱性变化和溶解度的增加。
可以使用指示剂检测溶液的酸碱性变化,例如使用酚酞指示剂来检测二氧化硫溶液的酸碱性。
二氧化硫的反应性也十分重要。
我们可以通过实验研究二氧化硫与其他物质的反应,了解其反应性质。
可以将二氧化硫气体通入氧化剂中,观察是否发生氧化反应,并观察产物是否具有颜色变化。
我们还可以研究二氧化硫与其他酸类和碱类物质的反应,以及二氧化硫的与金属离子形成络合物的能力。
减少二氧化硫的排放是当今社会亟待解决的问题。
我们可以通过改进和创新减排技术来降低二氧化硫的排放。
可以研究和改进燃烧设备和工业生产过程中的废气处理技术,提高二氧化硫的吸收和净化效率。
还可以探索使用新型吸收剂和催化剂来降解和转化二氧化硫,以减少二氧化硫的排放量。
二氧化硫的利用价值也是一个有待研究的方向。
可以研究二氧化硫的转化和利用,将废弃的二氧化硫转化成有用的化学品,如化学品的中间体和肥料等。
可以研究二氧化硫在催化剂的作用下与其他有机物反应,合成有机化合物。
二氧化硫性质实验改进摘要:为使二氧化硫的性质实验符合绿色化学的理念,更多地验证二氧化硫的化学性质,使学生更好地掌握有关二氧化硫的化学知识。
经过深入研究,利用废弃的医疗用品、医用输液器、注射器等,设计出一套全新的既能制备二氧化硫气体又能验证二氧化硫诸多性质,而且又不污染环境的全封闭一体化的实验装置。
关键词:二氧化硫;绿色环保;废弃医疗用品二氧化硫是一种有刺激性气味、有毒、污染空气的气体。
而教材中的实验设计只涉及了so2漂白性和溶于水后溶液酸性的检验,至于so2的重要性质还原性并没有涉及,而且教材中的反应装置复杂;药品用量大,造成浪费;使用仪器多,装置冗杂,操作麻烦;实验时间长,影响教学过程;也没考虑环境污染的问题,存在一些缺陷。
因此,我们将教材中的试管实验改进成利用废弃医疗用品设计的绿色环保的微型实验。
一、实验目的1.让学生初步认识二氧化硫的性质(酸性气体、漂白性、还原性等性质)。
2.培养学生的实验创新能力和环保意识。
3.培养学生设计实验、动手实验、观察现象,并根据实验现象得出结论的能力。
二、实验用品1.实验仪器:100 ml医用盐水瓶2个(一个塑料瓶,一个玻璃瓶)、250 ml医用盐水袋一个、输液器排气管若干、医用三通阀2个、一次性塑料注射器2支、医用青霉素小药瓶若干等。
2.实验药品:na2so3固体、1比1的硫酸、石蕊试液、品红溶液、酸性kmno4溶液、溴水、浓naoh溶液、蒸馏水、热水。
三、实验装置(如图所示)二氧化硫性质实验微型实验设计图四、实验步骤1.如图所示连接好装置,检查装置的气密性。
2.先在反应瓶中加入na2so3固体约3.3 g,塞好瓶塞并将输液器插入瓶塞,另一端连接三通阀。
三通阀上另外两端连接分别连接真空盐水袋和装有检验so2性质药品的小药瓶。
小药瓶上再连接一根导管,导管另一端连接装有naoh溶液的盐水瓶。
3.用装有硫酸溶液的注射器向反应器中慢慢注入硫酸,并将三通阀打开至小药瓶端,观察并记录实验现象。
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。
改进二氧化硫的性质实验二氧化硫的性质是人教版必修一教材的重点,但是按照书上的教材内容制备二氧化硫气体装置非常复杂,且在制备及检验性质的过程中容易产生严重的污染。
为了解决实验步骤繁琐、仪器繁多、浪费药品、不便于学生操作等问题,笔者尝试改进,不仅绿色环保,而且操作起来更为简便快捷。
1、明确教学内容二氧化硫的性质实验充分体现了以学生为主体的教学思想,激发了学生的求知欲,培养了学生实事求是的态度和科学的价值观。
其教学内容包括:第一,学生自行完成二氧化硫的性质检验,培养了学生的环保意识;第二,学生分组实验,根据实验现象得出结论。
如:酸性氧化物的性质检验方法有:①SO2与水(滴加紫色石蕊溶液)的反应,现象是紫色石蕊溶液变红;②SO2与NaOH溶液(滴加酚酞溶液)的反应,现象是NaOH溶液红色退色;③SO2与BaCl2溶液的反应,现象是没有白色沉淀产生。
此外,漂白性的检验方法有:SO2与品红溶液的反应,现象是品红溶液退色;还原性的检验方法有:SO2与KMnO4溶液的反应,现象是KMnO4溶液紫色退色;氧化性的检验方法有:SO2与Na2S溶液的反应,现象是产生淡黄色沉淀。
2、实验准备二氧化硫的性质实验仪器包括酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、导管、橡胶塞、小试管、止水夹、气球、医用一次性带针头的注射器(每组6支)、透明的矿泉水瓶(每组6个)、pH试纸;药品包括浓硫酸、亚硫酸钠粉末、紫色石蕊溶液、酚酞、氢氧化钠溶液、品红溶液、高锰酸钾溶液、硫化钠溶液、氯化钡溶液。
3、实验改进步骤及优势传统二氧化硫的性质实验的制备和检验步骤是在通风橱中完成,用固液制取装置制取二氧化硫。
这样的实验对环境、仪器以及安全性提出了很高的要求,而且受课时的限制,学生无法在一节课中完成实验。
改进后的实验操作步骤是在实验室的通风橱中制取及收集二氧化硫,按照传统制取氯气的装置进行制备。
改进方案包括:第一,气体的收集方式。
气体收集到矿泉水瓶中,每组课前收集好六瓶,一次性收集完;第二,把导气管通入到装有水(滴加紫色石蕊溶液)的试管中,使其变红一段时间后,立即套好气球,以备检验二氧化硫与水是否发生反应;第三,把导气管通入到装有少量品红溶液的试管中,使其溶液退色后,立即套上气球,以备证明二氧化硫漂白的可逆性。
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。
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↑+H2O
H2S的制备原理:Na
2S+H
2
SO
4
(浓)=H
2
S↑+Na
2
SO
4
2H2S+SO2 == 3S↓+2H2O
SO2+I2+2H2O == 2HI+H2SO4
2KMnO4+5SO2+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
尾气处理:SO2+2NaOH == Na2SO3+H2O
SO2+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。
⑤验证SO2氧化性:先用Na2S固体与浓硫酸制备硫化氢气体,将其通入水中,得到硫化氢溶液,换下品红,换上硫化氢溶液,挤入浓硫酸反应开始。
可观察到硫化氢溶液变浑浊。
这是因为硫化氢与SO2反应生成了S单质沉淀所致,这就证明了SO2的氧化性。
⑥验证SO2的漂白性:将导管插入装有品红溶液的烧杯中,烧瓶中反应开始后,可以看到品红溶液颜色逐渐变浅;此时将烧杯取下,用酒精灯加热,可以看到烧杯中品红溶液又恢复了红色,证明了SO2可逆的漂白性。
⑦反应暂停时,应将烧瓶颈上的导管插入装有NaOH溶液的烧杯,是使多余的二氧化硫被反应,防止污染,同时也可以将浓硫酸注射器换成NaOH注射器,使反应结束。
⑧实验结束,清洗仪器
实验评价分析:
1实验改进后优点:
①装置、操作简单,实验现象明显;
②药品使用量少,SO2产生量少,且用碱液吸收多余的SO2,防止了SO2的泄漏污染;
③该实验能够在制取SO2的同时检验其酸性、漂白性、氧化性和还原性,一举数得;
④本装置还适用于其他固液不加热反应。
2实验中不足反思:
①反应中我们采用硫化氢与二氧化硫反应生成黄色单质硫来验证SO2的氧化性,但是硫化氢的支取需要现场制备,用硫化钠固体与浓硫酸反应,但是硫化氢为臭鸡蛋气味有毒气体,极易泄漏,实验操作中由于我们使用硫化钠与浓硫酸过量,生成了多余的硫化氢气体,污染空气。
最好应改用Na2S 溶液来验证SO2的氧化性。
可取少量硫化钠固体制成溶液,用滤纸条吸附少量溶液,贴在玻璃棒上伸入烧瓶中,反应看到该纸条上有黄色物质析出,即SO2与Na2S生成了单质硫,验证了其氧化性。
②实验中我们同时使用pH试纸与石蕊试纸。
pH试纸是检验酸碱度,石蕊试纸是检验酸碱性,两者并不重复;而高锰酸钾试纸是检验SO2还原性,滴过高锰酸钾的淀粉KI试纸也是检验其还原性,两者取其一即可。
③因为考虑纸条在烘热是容易烧着从而看不到颜色变化,因此我们只用品红溶液来检验SO2的漂白性,而不用吸附品红的试纸。
综上所述,该改进的实验装置能够同时完成多个化学实验,解决了教材中药品用量多,操作复杂,耗时长,污染重等问题,切实验现象明显,能够取得良好的实验效果。
参考文献:
[1]肖常磊,钱扬义.二氧化硫性质实验的改进.中学化学实验教学论:P56-57
[2]俎敬一.二氧化硫制备及性质检验实验改进.中小学实验与装备,2008年第4期:P10
(以上报告当以纸质版为准)。