一种二氧化硫的制取与性质实验的改进装置的制作方法

本实用新型涉及教学实验装置技术领域，特别是涉及一种二氧化硫的制取与性质实验的改进装置。

背景技术：

二氧化硫的制备与性质是高中化学的重点知识之一，人教版(宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1(必修)(第3版)[m].北京：人民教育出版社，2007：70-74.)、苏教版(王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1(必修)(第2版)[m].南京：江苏教育出版社，2007：38-45.)课本均对该知识点设计了相关实验。以苏教版高中化学1必修为例，课本中“二氧化硫性质实验”需提前制备收集二氧化硫气体，该方法所需药品量较大，易导致气体泄漏，且未能对尾气进行处理，污染大气。基于上述缺陷，吴民生(吴民生.微型化学实验中加液管的开发及应用[j].化学教学，2010，(9)：5-6)等提出了二氧化硫制备与性质检验一体化改进装置，如图1所示，装有无水亚硫酸钠的烧瓶111的瓶口、装有紫色石蕊试液的a具支试管113的上端管口、装有品红试液的b具支试管114的上端管口、装有溴水的c具支试管115的上端管口及装有高锰酸钾溶液的d具支试管116的上端管口均设有a橡胶塞119，烧瓶111的a橡胶塞119上插设装有质量分数为70％的浓硫酸溶液的分液漏斗112，烧瓶111、a具支试管113、b具支试管114、c具支试管115、d具支试管116及装有氢氧化钠溶液的烧杯117间依次通过导气管118连接；该装置可将烧瓶111中产生的二氧化硫气体依次通过四支分别含有紫色石蕊试液、品红试液、溴水、高锰酸钾溶液的具支试管，通过观察各个具支试管中试液的颜色变化完成对二氧化硫性质的探究；该装置将二氧化硫的制备与性质检验一体化，且设置了尾气处理装置(采用氢氧化钠溶液处理二氧化硫气体)，作为演示实验装置，基本能满足学生对实验现象的观察，但仍存在装置庞大、试剂用量大、在二氧化硫量不充裕的情况下后续实验现象不明显等缺陷。2011年浙江省优质课提出了进一步的改进装置，如图2所示，装有无水亚硫酸钠固体的e具支试管120的上端管口上设有b橡胶塞121，a玻璃管122一端插设在b橡胶塞121内，a玻璃管122的另一端伸入e具支试管120内，a玻璃管122外壁从下往上依次套设有紫色石蕊试纸环123、a高锰酸钾试纸环124和氢氧化钠酚酞试纸环125，装有质量分数为70％的浓硫酸溶液的a注射器126插设在b橡胶塞121上，通过a注射器126将浓硫酸注入e具支试管120内，e具支试管120的侧边管口上密封固定用于收集二氧化硫的a气球127；该装置将复杂装置一体化，且大大节约了药品与试剂的用量，实验现象明显，便于学生观察，但仍存在以下缺点：由于所用硫酸较浓，密度大，在实际操作中，抽、注浓硫酸都比较困难，存在安全隐患；缺少二氧化硫漂白性检验的实验环节；该装置对二氧化硫尾气仅进行收集而未作处理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种二氧化硫的制取与性质实验的改进装置，具有装置一体化、试剂用量少、纸环实验现象明显、使二氧化硫尾气处理简便、对环境友好等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种二氧化硫的制取与性质实验的改进装置，包括三颈烧瓶、注射器、玻璃管和气球，所述三颈烧瓶的一侧瓶口及中间瓶口上分别设有橡胶塞，所述三颈烧瓶的另一侧瓶口上套设有气球，所述注射器插设在位于一侧的橡胶塞上且注射器的针头贯穿橡胶塞并伸入三颈烧瓶内，所述玻璃管的一端插设在位于中间的橡胶塞内，玻璃管的另一端伸入三颈烧瓶内，所述玻璃管上间隔设有蓝色石蕊试纸环、品红试纸环和酸性高锰酸钾溶液试纸环。

所述气球通过橡皮筋密封固定在三颈烧瓶的另一侧瓶口上。

所述蓝色石蕊试纸环、品红试纸环和高锰酸钾溶液试纸环由下而上依次套设在玻璃管外壁。

所述三颈烧瓶内装有质量分数为70％的浓硫酸溶液。

所述注射器内装有质量分数为40％的浓氢氧化钠溶液。

所述气球内装有亚硫酸钠粉末。

本实用新型的有益效果是：该装置把二氧化硫的制备与性质检验的装置一体化，达到试剂用量少但纸环现象明显的效果，同时增加了二氧化硫漂白性检验装置，进一步完善了二氧化硫的性质检验实验，且该装置使得尾气处理简便，对环境友好，符合绿色化学理念。

附图说明

图1为吴民生等提出的改进装置的结构示意图；

图2为2011年浙江省优质课提出的改进装置的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图。

图中：三颈烧瓶1、注射器2、玻璃管3、气球4、橡胶塞5、蓝色石蕊试纸环6、品红试纸环7、高锰酸钾溶液试纸环8、烧瓶111、分液漏斗112、a具支试管113、b具支试管114、c具支试管115、d具支试管116、烧杯117、导气管118、a橡胶塞119、e具支试管120、b橡胶塞121、a玻璃管122、紫色石蕊试纸环123、a高锰酸钾试纸环124、氢氧化钠酚酞试纸环125、a注射器126、a气球127。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图3所示，一种二氧化硫的制取与性质实验的改进装置，包括三颈烧瓶1、注射器2、玻璃管3和气球4，所述三颈烧瓶1内装有质量分数为70％的浓硫酸溶液，所述注射器2内装有质量分数为40％的浓氢氧化钠溶液，所述气球4内装有亚硫酸钠粉末，采用本改进装置进行实验时将现有装置中使用的亚硫酸钠固体改为亚硫酸钠粉末，大大增加了亚硫酸钠与浓硫酸溶液的接触面积，既防止了板结现象的产生，又加快了反应速率。

所述三颈烧瓶1的一侧瓶口及中间瓶口上分别设有橡胶塞5，所述三颈烧瓶1的另一侧瓶口上套设有气球4，所述气球4通过橡皮筋密封固定在三颈烧瓶1的另一侧瓶口上，所述注射器2插设在位于一侧的橡胶塞5上且注射器2的针头贯穿橡胶塞5并伸入三颈烧瓶1内，所述玻璃管3的一端插设在位于中间的橡胶塞5内，玻璃管3的另一端伸入三颈烧瓶1内，所述玻璃管3上间隔设有蓝色石蕊试纸环6、品红试纸环7和酸性高锰酸钾溶液试纸环8，所述蓝色石蕊试纸环6、品红试纸环7和高锰酸钾溶液试纸环8由下而上依次套设在玻璃管3外壁。

采用本实用新型进行二氧化硫的制取与性质实验的实验过程及现象为：

(1)将气球4直立，使亚硫酸钠粉末顺利进入三颈烧瓶1中并与浓硫酸充分反应，反应一段时间后，可以观察到三个纸环的颜色变化依次是：蓝色石蕊试纸环6变为红色，红色的品红试纸环7褪色，紫红色的高锰酸钾溶液试纸环8褪色，且气球4的体积变大，说明气球4内积累了较多的二氧化硫。亚硫酸钠与浓硫酸的反应原理是：na2so3+h2so4(浓)＝na2so4+h2o+so2↑，二氧化硫的性质实验主要是对其酸性、漂白性及还原性的检验，部分反应原理如下：(酸性)；5so2+2mno4^-+2h2o＝5so4^2-+2mn²⁺+4h⁺(还原性)。

(2)将注射器2中的浓氢氧化钠溶液注入到三颈烧瓶1中，反应一段时间后，气球4的体积变小，这说明气球4中的二氧化硫被浓氢氧化钠溶液所吸收。

上述实验现象证明该二氧化硫的制取与性质实验的改进装置达到了预期效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。