“硫在氧气中燃烧实验”的环保测评与改进

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1 教材实验弊端

在初中化学的教学中，“硫在氧气中燃烧”是一个重要的教师演示实验。多数版本的教材中介绍的实验方法存在着两点不足：①实验过程中会有部分二氧化硫气体通过玻璃片的开口散逸到空气中（如图1所示），污染室内空气；②实验结束后，没有尾气处理过程，二氧化硫自由扩散，污染室外空气。

实验中，如果硫粉的用量为0.5 g，那么可以与约0.5 g（约0.35 L）氧气完全燃烧，生成的二氧化硫为1 g左右，一般教室的容积为约200 m3，假如实验过程中有1/10（即01 g）的二氧化硫逸出，则会造成教室短时间内二氧化硫的浓度达到0.50 mg/m3。

众所周知，二氧化硫是最主要的气体污染物之一。表1为我国环境空气质量标准中对二氧化硫的最高浓度限值。

显然，实验过程中教室内的空气，没有达到一级标准。

为使燃烧实验的现象更为明显，便于学生观察，实验中取放于燃烧匙上的硫粉要达到1 g左右，即为以上计算值的2倍。其次，由于燃烧放热，气体膨胀，通过玻璃片开口处逸出的二氧化硫的数量往往也要高于上述的估算值。笔者经过多次实验和记录，实际的测量结果是：即使把教室门窗打开，短时间教室内的二氧化硫浓度也要远高于以上估算值0.50 mg/m3，连三级标准也达不到。此外，演示实验结束后，一般教师是把集气瓶置于教室外后继续上课，更多残留在瓶中的二氧化硫直接排放进入空气，所以教室外的部分空气质量，在短时间内也无法达标。

2 实验改进

为了解决上述问题，现将实验装置和操作改进如下。

如图2所示，选用250 ml集气瓶，8号橡皮塞，在橡皮塞上钻2个孔，直径分别为2 mm和8 mm，分别插入燃烧匙和分液漏斗，使橡皮塞、燃烧匙和分液漏斗组合成一个整体。实验操作过程：先在空气中点燃燃烧匙中的硫粉（现象：发出淡蓝色火焰），接着把燃烧匙自上而下慢慢地伸进收集了氧气的集气瓶中，随着硫在氧气中剧烈燃烧，橡皮塞也可以塞紧瓶口（现象：发出蓝紫色火焰，放出热量），这样就克服了原实验中生成的二氧化硫气体从瓶口的燃烧匙柄端和玻璃片开口处不断外逸的不足。燃烧停止后，可让学生代表闻生成物的气味，只要轻轻打开橡皮塞，让少量气体飘出即可。实验完毕后，通过分液漏斗注入适量的氢氧化钠溶液，把集气瓶稍加振荡，片刻后二氧化硫即被吸收。同时可向学生介绍此反应中生成的二氧化硫气体有毒，污染空气，不能超标排放，必须对它做一定的处理。这种用有关的溶液来吸收就是一种常见的处理“尾气”的方法。

在传统的化学实验教学中，往往很少关注对实验的“后期操作”，如对实验产物的处理。笔者认为，在环境保护日益迫切的今天，这方面的知识理应受到更多的重视。虽然这个改进装置只处理了一点“微不足道”的气体污染源，但却可以作为切入点，很好地培养学生的环保意识。

收稿日期：2013-08-14