二氧化硫性质的实验设计

一、问题的提出

二氧化硫是中学阶段研究的重要氧化物之一，相关探究实验内容较多。因二氧化硫有一定的毒性，保存与使用时不太方便，给教师的实验教学带来一定的困难。如何能够在二氧化硫使用量较少且安全的条件下高效地完成实验教学呢？笔者在教学中设计出以下实验方案，取得了很好的教学效果。

二、实验仪器与药品

（一）实验仪器

大试管1支，小试管8支（试管均配有橡胶塞），试管架1只，胶头滴管3支，小烧杯1只，酒精灯1只，试管夹1只。

（二）实验药品

一大试管二氧化硫气体（课前收集，塞子塞好），蒸馏水，石蕊试液，品红溶液，澄清石灰水，BaCl2溶液，双氧水，酸性KMnO4溶液，氯水，Na2S溶液，FeCl3溶液，KSCN溶液。

三、实验设计

（一）物理性质

展示盛有二氧化硫的大试管，学生观察总结：无色，气体，刺激性气味（将塞子打开，用手扇动闻气味后，立即将试管塞好）。易溶于水（将试管倒置于盛有约30mL蒸馏水的小烧杯中，试管内液面上升，形成一段水柱，教师也可利用这段时间，分析归纳二氧化硫的相关物理性质）。

（二）化学性质

1. 酸性氧化物

（1）与水反应

分析倒置试管中水柱上升的原因：SO2+ H2O ？葑H2SO3 。强调该反应的可逆性，溶液中有SO2与H2SO3，其中硫均为+4价，说明两者某些化学性质相似，为下面用二氧化硫水溶液来代替二氧化硫进行实验，作好理论解释。取出倒置的大试管，将烧杯中的溶液全部倒入大试管中，塞上塞子备用。

（2）酸碱指示剂变色

用小试管取约2mL二氧化硫水溶液，向其中滴几滴石蕊试液，溶液变红色，说明该溶液为酸性。

（3）与碱反应

用小试管取约1mL澄清石灰水，用胶头滴管向其中滴入二氧化硫水溶液：开始白色沉淀生成并增多，最后白色沉淀又逐渐消失。此现象与二氧化碳通入澄清石灰水的反应类似，教师可引导学生将两者进行对比学习。

2. 漂白性

用小试管取约2mL二氧化硫水溶液，向其中滴几滴品红溶液，品红溶液褪色，体现二氧化硫的漂白性。再将褪色后的溶液加热，溶液又恢复红色（此时将小试管用塞子塞住）。教师将二氧化硫与氯水的漂白性作对比，可引导学生从漂白原理（氯水：氯水中的次氯酸等强氧化性物质使有机色素褪色。二氧化硫：利用二氧化硫与有机色素结合生成不稳定的无色物质使之褪色）、漂白范围（氯水：能漂白大部分有机色素。二氧化硫：能漂白少部分的有机色素。可举例：二氧化硫使石蕊变红后，不褪色。而氯水可使石蕊变红后，又褪色）、漂白效果（氯水：漂白效果是永久、不可逆的，加热不恢复原来颜色。二氧化硫：漂白效果是暂时、可逆的，加热可以恢复原来颜色）、同类物质归纳（氯水：过氧化钠、双氧水、臭氧等。二氧化硫：中学阶段没有涉及同类型漂白剂）等方面作对比分析，在此基础上对中学阶段常见漂白剂进行归纳总结。这时教师再次展示冷却后的小试管，发现溶液又变为无色，可进一步启发学生探究此现象产生的原因。

3. 还原性

（1）与酸性高锰酸钾溶液反应

用小试管取约2mL二氧化硫水溶液，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去。体现了二氧化硫的还原性（而非漂白性），反应原理：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。

（2）与氯水反应

用小试管取约1mL二氧化硫水溶液，向其中滴加氯水，黄绿色褪去。进一步验证二氧化硫的还原性。反应原理：Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4。此时可设计问题：将二氧化硫与氯水同时作用于有色布条，漂白效果会更好吗？

（3）与Fe3+反应

用小试管取约0.5mL FeCl3溶液，向其中滴几滴KSCN溶液，溶液变为血红色。再加入二氧化硫水溶液，血红色褪去。反应原理：2Fe3++SO2+2H2O=

2Fe2++SO42-+4H+。因Fe3+氧化性比较弱，则说明二氧化硫有较强的还原性。

（4）与双氧水反应

用小试管取约2mL二氧化硫水溶液，向其中滴加BaCl2溶液，无明显现象，因为两者不反应。接着将试管不断振荡，仔细观察，溶液中开始慢慢出现白色浑浊。原因：空气中的氧气将部分亚硫酸氧化为硫酸，可产生少量硫酸钡白色沉淀。再向此溶液中滴几滴双氧水，则立即产生大量白色沉淀，可说明双氧水很容易将二氧化硫氧化。

4. 氧化性

用小试管取约1mL二氧化硫水溶液，向其中滴加硫化钠溶液，产生淡黄色浑浊。反应原理：SO2+2S2-+4H+=3S+2H2O。体现了二氧化硫的氧化性。

四、本实验设计的优点及提示

（一）优点

1.连续性：本实验设计为一系列探究性或验证性实验，实验内容全面，包含二氧化硫的酸性氧化物、漂白性、还原性（较强）、氧化性（较弱）等相关性质，在做中学，充分体现了实验探究式教学的优势。

2.节约性：仅用一支大试管的二氧化硫，就成功完成一系列实验操作并取得预期的教学效果。

3.环保性：大试管与小试管均配有塞子，既防止实验过程中二氧化硫水溶液被氧气氧化，又避免二氧化硫逸出对环境造成污染，增强了学生的环保意识。

（二）提示

1.用二氧化硫水溶液代替二氧化硫气体进行实验，需要学生理解两者的关系。

2.药品的用量要控制好，避免二氧化硫水溶液不够用。