时间：2023-06-25 16:28:48
随着现代教育技术的不断发展，多媒体教学成了课堂上一道常见的风景线。多媒体课件辅助教学，确实能够创设情境，丰富课堂教学，增大课堂容量，但是，如果使用不当，往往适得其反。笔者通过自身的教学实践，以“二氧化硫的性质和作用”为例，跟大家一起谈谈若不用多媒体，如何上好一节常生态的化学课。
二、教学思路
本节课着眼于学生自主学习能力的培养以及化学综合素养的构建，在教学设计过程中，通过实验探究，让学生掌握二氧化硫的性质，了解二氧化硫对空气的污染、酸雨的防治，使学生树立环保意识。
三、教学目标
1.了解二氧化硫的物理性质和用途。
2.掌握二氧化硫的化学性质。
3.知道硫酸型酸雨的形成原因、过程、危害及其防治的原理。
四、重点和难点
重点：二氧化硫的氧化性、还原性和漂白性。
难点：通过探究实验，归纳二氧化硫的化学性质。
五、教材分析
本节课是一节典型的元素化合物知识的学习。在学生学习了氯、溴、碘、硅、钠、镁、铝、铁、铜及其化合物等元素化合物知识的基础上，进一步介绍硫及其化合物。
六、课前准备
学生实验用品
1.探究二氧化硫的物理性质：收集满二氧化硫的集气瓶一瓶，收集满二氧化硫的矿泉水瓶一瓶，吸有15mL蒸馏水的注射器一支，胶带纸。
2.探究二氧化硫酸性氧化物的性质：石蕊试液、pH试纸、试管若干。
3.探究二氧化硫的还原性：盐酸(1mol/L)、氯化钡溶液(0.5mol/L)、酸性高锰酸钾溶液(0.1mol/L)、溴水(0.1mol/L)、双氧水(5%)、试管若干。
4.探究二氧化硫的漂白性：品红溶液、试管、试管夹、酒精灯。
七、教学过程
1.从旧知识导入新课。
（1）提问：同学们能写出你所知道的有关二氧化硫的化学方程式吗？学生一般会写出以下的几个方程式：
①SO2+H2O=H2SO3；②SO2+CaO=CaSO3；③SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（教师点评后选一组答案不要擦，留在黑板上，便于后面化学性质的讲解。）
（2）提问：根据大家书写的方程式，发现二氧化硫的性质类似于我们曾经学过的哪种气体？（CO2）,二氧化硫属于酸性氧化物还是碱性氧化物？（酸性氧化物）
（3）提问:二氧化硫对环境的危害主要是什么?
（4）提问：为什么二氧化硫会成为大气污染物？在空气中它又是如何形成酸雨的呢？
（5）根据提供的实验器材总结二氧化硫的物理性质，探究其水溶性。（操作：将注射器中的水注入矿泉水瓶中，然后迅速用胶带封住针眼，振荡。
现象：瓶子瘪掉了。
结论：二氧化硫易溶于水。
2.提出问题，实验探究二氧化硫的物理性质及化学性质。
问题一：二氧化碳溶于水会发生化学反应而生成碳酸，那么二氧化硫溶于水是否也会发生化学反应呢？其产物又是什么？能否设计实验证实你的猜测？
教师提供：二氧化硫水溶液、碳酸氢钠溶液、石蕊试液、pH试纸
设计意图：（1）通过这一问题的提出，学生将会作出自己认为合理的猜想，并解释其猜想的依据，且用教师提供的实验用品，开放性地设计实验（可以用pH试纸，也可用石蕊试液，还可以用碳酸氢钠溶液等）。学生根据自己已有的知识和经验，努力探索解决新的问题,充分发挥了每个学生的学习潜力，促进了个性的发展。
（2）由此让学生认识二氧化硫溶于水所形成的水溶液显酸性，让学生认识到这是二氧化硫作为酸性氧化物所具有的一般性质。总结归纳出二氧化硫作为酸性氧化物的通性：①与水反应；②与碱反应；③与碱性氧化物反应；④与盐反应等。这将有利于学生对元素化合物知识体系网络化的形成。
问题二：刚刚同学们提到二氧化硫可能会形成酸雨,这种酸雨主要是硫酸型的酸雨.那这种硫酸型的酸雨到底是怎样形成的呢?某科技兴趣小组采集酸雨样品,每隔一段时间测定的pH值,得数据
提问:为什么久置于空气中的雨水的pH值会变小并保持不变?结合前面所讲的氧化还原反应的知识来解释这一问题。
学生会很容易得出结论：二氧化硫具有还原性。
设计意图：通过数据的分析，培养学生分析问题的能力。
问题三：根据提供的实验药品探究二氧化硫的还原性。
教师提供：盐酸(1mol/L)、氯化钡溶液(0.5mol/L)、酸性高锰酸钾溶液(0.1mol/L)、溴水(0.1mol/L)、双氧水(5%)、试管若干。
学生实验①：取矿泉水瓶中的二氧化硫水溶液2mL于一支试管中，滴加氯化钡溶液,观察现象，再滴加少许过氧化氢溶液,振荡,观察现象,放置片刻后滴加盐酸,观察现象。
学生实验②：取2mL酸性高锰酸钾溶液（或溴水）于一支试管中，滴加二氧化硫水溶液，振荡，观察现象。
现象:①中开始无明显现象，后生成不溶于盐酸的白色沉淀。
②中高锰酸钾溶液（或溴水）褪色。
结论：二氧化硫具有还原性。
设计意图：学生通过明显的实验现象，分析得出二氧化硫具有还原性，印象深刻。
八、课堂小结
1.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色——酸性氧化物的性质。
2.二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色——还原性。
3.二氧化硫能使溴水褪色——还原性。
4.二氧化硫使品红溶液褪色——漂白性。
九、教学效果
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问题的提出
二氧化硫气体具有漂白性，特别是对品红溶液的漂白机理，对品红溶液漂白过程中实验现象的描述和解释，以及由此引出的二氧化硫漂白其他物质的问题，都是值得深入研究的，特别是二氧化硫气体对品红溶液的漂白过程中实验现象的描述以及解释更应该引起高度的重视。
2实验研究
首先分别取3～4 mL浓度为001%的品红溶液于2支试管中，再通过玻璃导管把二氧化硫通入装有品红溶液的2支试管中，通入时的方式分别为缓慢通入和正常通入，通入后震荡并观察，可以发现：
（1）非常缓慢通入二氧化硫时，品红溶液红色略有加深，随后红色逐渐变浅，最后退为无色；
（2）正常通入二氧化硫，品红溶液红色逐渐变浅，最后退为无色；
（3）退为无色的品红溶液再用酒精灯加热时，开始褪色不明显，当加热沸腾时又恢复为原来的红色。
事实证明，该实验的成功标志是当二氧化硫通入盛有品红溶液的试管里，片刻后，品红溶液的红色褪去，再加热褪色的溶液至沸腾，红色又恢复。然而，实验中由于各种原因也会出现下面的一些情况：①当二氧化硫通入品红溶液时，红色很久都不能褪去，或者完全不褪去；②当加热被二氧化硫漂白的品红溶液时，红色不恢复或者红色虽恢复了，但放在试管架上后红色很快就消失了。针对上面出现的这些情况，必须对二氧化硫漂白品红溶液的机理进行分析。
3二氧化硫漂白品红溶液机理的分析
品红是一种染色能力很强的物质，溶于水成深红色溶液，二氧化硫之所以对它有漂白作用，是由于二氧化硫溶于水成亚硫酸，亚硫酸直接跟品红的有色基团反应变成无色物质，整个过程的具体反应如下：
研究表明，这个反应是放热的，并且品红的发色基团是对醌式，当亚硫酸与其反应后，这个发色基团就被破坏了，生成了不稳定的无色物质。
4实验现象的理论分析
实验研究表明，二氧化硫使品红溶液褪色的实验中出现的现象有些是正常现象，也有些是客观存在的实验事实，更有些是失败的而有待于找到原因的实验现象，对这些问题分析如下。
41失败的而有待于找到原因的实验现象的分析
事实上，将二氧化硫通入品红溶液中，颜色不褪或者很久还不褪，是由于二氧化硫的量不足，或品红溶液的浓度太大，没有使品红分子的对醌式基团破坏完全。另一方面，当加热溶液时，可促进平衡向逆反应方向移动，这里所指的加热，前面的实验表明是要达到沸点，一般短时加热是不可能使红色恢复的，即使是短时加热至沸，红色恢复了，但由于溶液中尚溶有一定量的H2SO3，当停止加热时，水中残余的H2SO3又与品红反应，使红色消失。另外，实验也表明二氧化硫气体通入的方式也影响着实验现象。
42非常缓慢通入二氧化硫时，品红溶液红色略有加深的分析
一般认为，中学化学实验所用的品红溶液为酸性品红，在酸性品红的溶液中存在如下的化学平衡：
通过这个平衡看，显然溶液的pH大小影响着品红溶液红色的深浅。因此，当向品红溶液中通二氧化硫气体时，溶解在品红溶液中的二氧化硫会有如下平衡。
SO2+H2OH2SO3HSO-3+H+
显然，二氧化硫的通入会使得平衡向右移动，同时也会使得平衡向左移动。向右移动的结果是品红溶液的红色变浅，向左移动的结果是品红溶液的红色变深。而实验结果告诉我们，在浓度为001%的品红溶液中非常缓慢地通入二氧化硫时，平衡开始向左移动的结果是主要的；而后向右移动的结果是主要的，当以正常速率通二氧化硫气体于品红溶液中时情况正好相反，一开始就是向右移动的结果是主要的，而且一直持续到品红溶液褪为无色。上面的分析说明，二氧化硫漂白品红溶液的情况比较复杂。因此，为了保证该实验的顺利进行和成功，有必要研究该实验过程中需要注意的问题。
5二氧化硫漂白品红溶液需要注意的问题
理想的情况是在较短的时间内，二氧化硫漂白品红溶液，品红溶液的红色快速褪去，在加热时快速恢复红色。在课堂演示实验中不出现或少出现异常情况，要注意以下一些问题。
（1）因为二氧化硫易溶于水，常温常压时，1体积的水可溶解40体积的二氧化硫，所以要制取较多的二氧化硫使品红迅速褪色，应采用较干燥的亚硫酸钠晶体与浓硫酸反应。
（2）当二氧化硫气体使品红褪色后，应将导气管从褪色的溶液中抽出来，否则因二氧化硫的易溶性，将使褪色的溶液回流到产生二氧化硫气体的试管中来。
（3）为了节省演示时间，本实验用的品红溶液浓度不可太大，一般溶液浓度为001%～002%较适宜。
（4）要使褪色的溶液又恢复红色，并长时间不再消失，溶液加热到沸腾时间要达到1～2 min为宜。
6其他需要明确的问题
二氧化硫气体漂白品红溶液的实验教学表明，学生学习完这个实验后会问很多有关类似的实验问题，这时教师要准确判断学生问题的性质，在这个基础上因势利导培养学生分析问题和解决问题的能力。学生提出的常见问题如下。
61二氧化硫气体漂白品红溶液实验的改进问题
事实上，二氧化硫漂白性质的演示，不一定要使用品红溶液，用其他一些染料或有色花瓣也可以。比如：把红色鲜花先用冷水浸湿，用玻璃钟罩罩住，并在钟罩内燃烧硫磺，片刻后，红色鲜花被漂白，实验现象也比较明显。
62二氧化硫气体漂白的范围问题
教学中必须让学生明白，二氧化硫并不是对任何有色物质都有漂白作用，而且被漂白的物质也不一定在受热后能恢复原来的颜色。在这个问题上，教师必须以实验结论为准，避免出现科学性错误。而且也应该注意“有刺激性气味的气体使品红溶液褪色”，但是这个气体不一定是二氧化硫，事实上氨气也可以使品红溶液的红色褪去。
关键词：绿色化学实验；二氧化硫；五味
文章编号：1008-0546（2017）04-0030-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.011
所谓“绿色”[1]，是指一种保护环境，保护资源，可持续发展的理念。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则，对化学实验进行改进，使化学实验过程达到绿色化的方法。实现中学化学实验绿色化，首要条件是提高学生的绿色实验意识。而培养学生的绿色意识，需要各学科教师对学生进行环保教育。化学教师的责任尤其重要，既要懂得绿色化学原理，掌握教育方法，又要身体力行，为中学化学实验绿色化探索路径。同时传统的化学课堂仍然是以化学知识单方向传授为主，没有让学生真正体会到学习化学的乐趣，更缺乏不同学科之间的融合和联系。所以笔者尝试在二氧化硫性质和用途的课堂中尽量引入一些其他学科的元素，让化学课堂更加丰富起来，不仅要把化学知识传授给学生，更重要的是要培养学生的综合素养，真正让学生不把学习当做一种负担，而是一种享受，一种认知社会的手段和途径。
一、教材分析
“SO2的性质和用途”是人教版新课程高中化学必修 1 第四章第三节“硫和氮的氧化物”中的教学内容。首先，本节教学内容的主题是了解环境污染的原因和树立环境保护意识，因此硫及其化合物的教学主线应该立足于S（H2S）SO2SO3 H2SO4这一氧化还原知识主线上。在本节课之前，已经学习了硫的性质，本节课之后将要学氧化硫的污染，所以关于二氧化硫的教学重点是在二氧化硫的污染和防治有关的性质上，为以后探讨二氧化硫的污染和防治做好铺垫。其次，为了辩证地看待二氧化硫的利与弊，教材中介绍了二氧化硫制取硫酸的原理以及用作漂白剂和消毒杀菌剂。其中，SO2的漂白机理未作深入介绍，教师有必要将二氧化硫的漂白特点与其他的一些漂白剂作简要对比。第三，本节内容首次介绍了可逆反应的概念以及两个典型例子（二氧化硫和水的反应、二氧化硫的催化氧化），正确理解概念，为今后学习化学反应的限度、化学平衡以及硫酸工业等奠定基础。
二、课堂实录
1. 给化学课堂引入多一些“文学味”
有创新的课堂引入，不仅能让学生明确本节课的学习内容，更能激发和提高学生的学习兴趣。在传统的二氧化硫新授课教学中，引入课题常采用有关酸雨的视频及图片，让学生首先就直观的认识到二氧化硫的危害。笔者认为这种引入方式存在以下缺点：人为地给二氧化硫贴上有害的标签，让学生只认识到二氧化硫的危害，缺少q证看待事物的思想。所以本文突破传统的课堂引入模式，将二氧化硫以第三人称的形式，自述心中的委屈和不平，以一首打油诗的形式引入，给化学课堂添加少许的文学味。具体操作如下：
引入：
同学们，请大家一起有感情地朗诵这首诗，老师给起个头，致人类，预备起……
致人类
酸雨汹汹来势猛，无限委屈在心中；
怨天怨地怨酸雨，不如反省人自己；
烧煤燃油不脱硫，尔等不知天上愁；
礼尚往来伤不起，这雨酸得有道理；
古往今来多少难，而今由你来评判。
师：好，大家知道这首诗描述的“主人公”是谁吗？
生：二氧化硫。
师：同学们说的很好。他就是二氧化硫。本节课我们就探究二氧化硫性质和用途。
板书：二氧化硫
2. 给化学课堂设计多些“逻辑味”
本节教学中，以物质的通性和氧化还原反应规律为主线，以多媒体为辅助手段，通过自主阅读、演示实验、小组交流、分组实验等多种活动，创设问题情境，预测二氧化硫化学性质、设计实验验证方案，用于引导学生构建二氧化硫的主要化学性质――酸性氧化物的性质、还原性和漂白性，调动学生内在的学习动力，为学生主动参与和交流互动提供了时间和空间。同时培养学生树立辩证唯物主义的世界观，学会客观地分析事物的两面性。具体设计如下：
3. 给化学课堂实验多些“绿色味”、“生活味”
绿色化学实验，也是新课程反复强调的重要内容。“化学课程标准”在课程性质中明确指出，要让学生懂得运用化学知识和方法去治理环境污染。在教学中实施绿色化学教学，引导学生往绿色化学实验方面努力，让他们从化学启蒙教育的初始阶段就受到良好的绿色行为的熏陶。因此，中学是进行绿色化学教育的关键之所在，必须将绿色化学思想贯穿于中学化学教育尤其是化学实验教学整个过程中。中学化学实验，直接反映化学与环境的关系，是进行绿色化学教育的前沿阵地。在本节课探究二氧化硫化学性质的实验环节中，为了强化学生的环保意识，我们采用了日常生活中装蓝莓和糕点的盒子，按封闭式、接近微型化、绿色化的标准，自制实验反应装置（图1），使二氧化硫的逸出量控制在允许的范围之内，让同学们真正感受化学实验的绿色化对人体健康和环境保护有一定的积极作用。同时在制作过程中也引导学生对日常生活中的废物利用，实现小型实验的家庭化和生活化。具体操作如下：
通过自制的实验装置，学生快速地完成了实验内容及相关实验现象观察，既提高了实验效率，又让学生体验了利用生活中一些简单易得器材，能在绿色化学实验理念的指导下设计完成一些物质的化学性质的相关实验。同时，在课堂教学中，老师可以继续激发学生的思维，利用自己的生活常识及生活经验，能否再设计其他的实验装置来完成该实验，让学生真正体会到生活与化学密不可分。通过该实验的设计和实施，让同学们进一步深刻认识到绿色化学实验的设计理念，真正地将绿色化学思想贯穿于中学化学教育尤其是化学实验教学整个过程中。
4. 给化学课堂多些“哲学味”
众所周知，二氧化硫对人体健康、植物、纺织品、建筑材料、历史古迹等都具有极其严重的危害性，还能造成酸雨现象，使环境酸化，破坏生态环境。老师通过多媒体图片及视频展示，让同学们直观的认识到二氧化硫的危害。但二氧化硫就没有好的一面吗？老师通过设问引发同学们的思考，并用多媒体图片展示了二氧化硫对人类的贡献，让同学们利用辩证的思维看待事物。所以在本节课最后阶段，笔者通过一场辩论赛的形式让同学们充分认识到二氧化硫的利和弊，让学生学会辩证认识事物的两面性的哲学观点，树立良好的食品安全意识、法制意识，逐步树立合理应用化学物质的科学观。具体操作如下：
师：同学们，我们知道二氧化硫是大气污染的有害气体之一，同时二氧化硫对人体健康、植物、纺织品、建筑材料、历史古迹等都具有极其严重的危害性，还能造成酸雨现象，使环境酸化，破坏生态环境。（通过多媒体图片及视频展示）
过渡：在哲学中，我们知道世界万物都是矛盾的统一体，要用一分为二的思想来看待世间万物，难道二氧化硫就没有好的一面吗？集中展示图片二氧化硫对人类好的一面。
师：下面我们就以“二氧化硫的功与过 ”为题，来一场双方辩论，请结合自己的生活经验及老师提供的相关信息，提出自己的观点，并用相关事实加以佐证。
生：学生激烈讨论，勇于发言，并充分利用日常生活中的一些具体事例及现象为论据，让自己对二氧化硫的观点站得住脚，锻炼自己从辩证的角度认识问题。
三、课后反思
1. 精心创设引入求知情景，激发学习兴趣
以全球瞩目的三大环境问题之一“酸雨”为切入口，采用文学味较浓的第三人称手法，以诗的形式引入课题，使学生感到亲切又渴望，亲切的是化学课堂中竟然有语文的身影，同r渴望求知二氧化硫究竟有怎样的委屈。引入富有新意而不失化学的灵魂，激发学生的强烈的求知欲望。
2. 化学实验装置设计接近生活化、绿色化
秉着化学实验绿色化的设计理念，在设计实验装置过程中尽量选择生活中一些易得的用品，让学生自己动手组装实验装置，这样既能提高学生的动手能力，又能充分体会绿色化学实验理念。然而，目前高中化学实验教学中存在许多问题：（1）有一定数量的有毒物质的制备和性质实验（如氯气的性质和制备实验，二氧化硫的制备和性质实验，硫酸、硝酸的性质实验，有机物的制备和性质实验……），这些实验对老师和学生身体健康的影响和对环境造成的污染是不可忽视的。（2）目前学生数增多，学生分组实验所需的药品用量、化学仪器及实验后的废液、废气大量增加，所造成污染也愈加严重。另外，中学化学实验所用药品种类繁多，试剂变化多，排放的污染物成分相当复杂，而且浓度高，累积的污染严重。实现绿色化学实验，无害化处理实验的废弃物，争取达到零排放，已是迫在眉睫的事。因此，必须用绿色实验观点，从节约资源和防止污染的角度来重新审视和改革当前的化学实验教学。
3. 给化学课堂添加一些“催化剂”
化学和其他的学科一样都是中学之中的一门基础学科，怎样在课堂教学之中提高教学的趣味性，从而调动学生的学习兴趣是每个化学老师值得深思的问题。笔者认为给化学课堂添加不同的“催化剂”是提高化学课堂趣味性的有效手段。笔者在过去的教学实践中，经常采用以下方式来提高课堂的趣味性和高效性：（1）设计实验，激发学生的好奇心。（2）巧设疑问，激发学生科学探究热情。（3）巧用比喻，增强学生对知识的记忆。（4）融入化学史料及不同学科知识，激发学生学习兴趣。（5）联系生活，将有趣的日常现象引入课堂。
(一)固体的颜色
1、红色固体：铜，氧化铁
2、绿色固体：碱式碳酸铜
3、蓝色固体：氢氧化铜，硫酸铜晶体
4、紫黑色固体：高锰酸钾
5、淡黄色固体：硫磺
6、无色固体：冰，干冰，金刚石
7、银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属
8、黑色固体：铁粉，木炭，氧化铜，二氧化锰，四氧化三铁，(活性炭)
9、红褐色固体：氢氧化铁 磷(暗红色)
10、白色固体：氯化钠，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钙，碳酸钙，氧化钙，硫酸铜，五氧化二磷，氧化镁
(二)液体的颜色
11、无色液体：水，双氧水，无色酚酞试液
12、蓝色溶液：硫酸铜溶液，氯化铜溶液，硝酸铜溶液(含有铜离子)
13、浅绿色：硫酸亚铁溶液，氯化亚铁溶液，硝酸亚铁溶液(含有亚铁离子)
14、黄色溶液：硫酸铁溶液，氯化铁溶液，硝酸铁溶液(含有铁离子)
15、紫红色溶液：高锰酸钾溶液
16、紫色溶液：石蕊溶液
(三)气体的颜色
17、红棕色气体：二氧化氮
18、黄绿色气体：氯气
19、无色气体：氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢气体等大多数气体。
二、初中化学溶液的酸碱性
1、显酸性的溶液：酸溶液和某些盐溶液(硫酸氢钠、硫酸氢钾等)
2、显碱性的溶液：碱溶液和某些盐溶液(碳酸钠、碳酸氢钠等)
3、显中性的溶液：蒸馏水和大多数的盐溶液
三、初中化学敞口置于空气中质量改变的物质
(一)质量增加的
1、由于吸水而增加的：氢氧化钠固体，氯化钙，氯化镁，浓硫酸;
2、由于跟水反应而增加的：氧化钙、氧化钡、氧化钾、氧化钠，硫酸铜;
3、由于跟二氧化碳反应而增加的：氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钡，氢氧化钙;
(二)质量减少的
1、由于挥发而减少的：浓盐酸，浓硝酸，酒精，汽油，浓氨水;
2、由于风化而减少的：碳酸钠晶体。
四、初中化学物质的检验
(一)气体的检验
1、氧气：带火星的木条放入瓶中，若木条复燃，则是氧气。
2、氢气：在玻璃尖嘴点燃气体，罩一干冷小烧杯，观察杯壁是否有水滴，往烧杯中倒入澄清的石灰水，若不变浑浊，则是氢气。
3、二氧化碳：通入澄清的石灰水，若变浑浊则是二氧化碳。
4、氨气：湿润的紫红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则是氨气。
5、水蒸气：通过无水硫酸铜，若白色固体变蓝，则含水蒸气。
(二)离子的检验
6、氢离子：滴加紫色石蕊试液/加入锌粒
7、氢氧根离子：酚酞试液/硫酸铜溶液
8、碳酸根离子：稀盐酸和澄清的石灰水
9、氯离子：硝酸银溶液和稀硝酸，若产生白色沉淀，则是氯离子
10、硫酸根离子：硝酸钡溶液和稀硝酸/先滴加稀盐酸再滴入氯化钡
11、铵根离子：氢氧化钠溶液并加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口
关键词 二氧化硫 教学设计 化学价值
化学是一门认识和创造物质的科学。它是打开物质世界的钥匙,是人类创造新物质的工具,与人类的衣食住行息息相关。由于化学的发展,才有现在丰富多彩的物质世界。但是,人们包括大部分学生一讲到化学或化学物质,马上想到"有毒、有害、爆炸、危险"等字眼,认为化学是造成环境污染的罪魁祸首。化学物质所造成的环境污染是由于人类不了解化学、不合理的使用化学物质引起的,化学也并不是所有环境污染的源头,但是分析、监测、治理环境污染的却离不开化学。化学家不仅在认识世界、改造世界,还在努力保护世界。如何在通过化学课堂帮助学生树立对化学的正确认识,提升化学价值?本文以“二氧化硫的性质及其应用”的教学设计为例,提出新课程背景下提升化学价值的教学设计基本思路:“从生活中走进入化学,体现化学的价值;从真实情境中主动探究化学,体会化学的应用价值。”
一、以往的教学设计分析
《二氧化硫性质及其应用》在新老课程中都是元素化合物中极其重要的一节课,这节课是在学生初三初步了解二氧化硫性质,知道酸雨与二氧化硫联系的基础上,进一步认识二氧化硫其它重要性质和作用。以往的教学设计一般是以学生熟悉的酸雨的危害引课,落实二氧化硫的化学性质后,介绍二氧化硫的用途。本人对一次市级教研活动中,对上完这节课的学生进行如下的访谈:
问题1、你愿意闻一下二氧化硫的气味吗?
问题2、你认为二氧化硫是有害于人类发展还是有利于人类发展?
问题3、你以后会选择与化学有关的专业吗?为什么?
结果是绝大部分学生不愿意闻二氧化硫,因为二氧化硫有毒;绝大部分学生不愿意选与化学相关的专业,因为大部分化学物质对人体有害;大部分学生认为二氧化硫害处为主,好处不多。当面对这样的访谈结果时,我们不得不反思。这种课堂设计是否还缺了点什么? “课堂教学中如何帮助学生树立正确的认识,提升化学价值?”这一问题引起了我们深思。
二、体现化学价值的教学设计
课程标准提倡从学生已有的生活经验出发,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,提倡“从生活走进化学,从化学走向社会”,突出化学的社会价值。本堂课的教学设计以此为理论基础和指导思想,确定了“从生活中存在的二氧化硫入手,以二氧化硫的用途引课,体现化学价值;在酸雨这一真实情境中主动探究二氧化硫的性质,运用知识解决酸雨带来的问题,体会化学的价值”的教学设计思路。
2、教学过程中的收获
新的教学设计实施让我们感受到了与以往的不同:
(1)用大量的生活事实和背景材料让学生深切感受到化学物质对人类生活的价值,并且能引导学生建构合理利用化学物质,尽量避免对人类和环境造成的损害的观念,建立可持续发展思想。
(2)一改过去孤立的研究物质性质的教学,而将二氧化硫的知识置于真实的情境酸雨中,使学生在分析酸雨的过程中轻松掌握二氧化硫的性质。并及时应用二氧化硫知识进行思考和决策,使学生体会到所学知识的价值,避免机械孤立地学习和记忆物质的性质,激发学生学习的兴趣,提升化学价值。
(3)在教学过程中教师能以合作者的身份融入学生的学习中,注重学生的认知规律,知识的落实由浅到深,层层推进,并能引导学生自主建立知识网络,有效的巩固新的知识的同时,建构学习元素化合物的方法。
(4)课后就原来的三个问题对学生进行访谈,发现有一半以上的学生愿意闻一下二氧化硫;大部分学生认为二氧化硫对人类的发展是利大于弊的;学生的反馈,确认了我们研究是有意义的。但在访谈中还是大部分学生不愿意选择与化学相关的专业。存在的问题说明我们的研究还需进一步深入。
三、教学设计的反思与感悟
1、联系生产、生活实际,突出化学的价值
课程标准中对元素化合物的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,而是从学生已有的生活经验出发,引导学生关注身边的化学物质,提倡“从生活中走进入化学,体会化学的价值”。以往的教学设计以学生熟悉的酸雨的危害,紧密联系生活实际入手。但教学实践中并没有引起学生的兴趣,反而有加深了学生对化学物质“有毒、有害”的错误认识之嫌。而新的教学设计,从生活中存在的二氧化硫入手,使学生感受“生活中处处存在化学”之后,以二氧化硫的用途引课,让学生体会“处处用得着化学”,这与学生对二氧化硫原有的负面认识形成碰撞,产生火花,激起学生进一步探究的兴趣。从课堂教学实际来看,学生的探究激情被点燃,有了跃跃欲试的冲动。新的设计中还特别指出“酸雨――工业革命发展的产物”,化学工作者是酸雨的治理者,正在努力保护环境。整个教学设计中努力体现化学对社会发展的积极作用,这对改变学生原有的负面认识,提升化学学科的地位有着直接的作用。化学是一门认识和创造物质的科学,它给人类带来的贡献是巨大的,长远的、主要的。我们在教学过程中要以更多的体现化学价值的例子潜移默化的改变学生原有的一些错误认识,提升化学的价值。
2、创设合适、真实的情境,让学生体会化学的价值
新课程强调要关注学生的已有经验和将要经历的经验,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。新的教学设计中,借助酸雨这一熟悉的环境问题为背景,将二氧化硫的还原性融入酸雨的起因和形成过程的学习中,并由学生动脑动手自主探究得出结论;在分析酸雨的危害和防治时,落实二氧化硫的酸性氧化物的通性,让二氧化硫性质的学习融入酸雨这一环境课题中,避免机械孤立地学习和记忆物质的性质。通过对酸雨的分析引导学生认识到含硫的物质在造福人类、促进人类物质文明的同时,不当的使用也可能引起环境污染等社会问题,帮助学生树立社会可持续发展的科学发展观。这堂课让学生充分体会化学与自然界和社会生活的密切联系,贯彻STS教育的观点;引导学生从综合的观点去学习和认识有关的物质,通过对物质性质的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识,并作出思考和决策,使学生体会到所学知识的价值,提升学生对化学价值的认识。
3、化学学科知识的落实是提升化学价值的基础
随着新课程的全面展开,关于新课程的教学设计也越来越多。我们在多次听课中发现,有些教学设计的很好,值得同行细细品味,但也发现一些教学设计看似实施新课程,形式丰富多彩,课堂教学时热热闹闹,但是涉及到学生的知识建构时,却蜻蜓点水,草草了事,忽视了基础知识的落实。没有化学学科知识的依托,提升化学价值将成了空谈。新的教学设计中采用问题探究的形式,在酸雨的分析过程中,通过问题的情景设置,层层深入,二氧化硫的性质融入酸雨中得以落实。再通过自主归纳二氧化硫的性质的环节,让学生自主地整理知识的结构体系,优化学生的认知结构,使学生完整地建立知识网络,有效的巩固了新的知识。落实知识技能目标,培养了学生自主学习能力。从课后学生阶段性检测反馈得知学生对知识的掌握是到位的,教学设计是成功的。
4、化学研究一般思路和方法的指导是提升化学价值的途径
“教”是为了“不教”。当学生了解了化学学科的特点,掌握了化学研究的一般思路和方法之后,即使他忘记了化学的具体知识,也能用化学的方法解决现实生活中的化学问题,真正领会化学的价值。所以教学设计不仅要注重对学生知识的传授和能力的培养,更重要的是让学生掌握研究物质的一般思路和方法。新的教学设计中在落实二氧化硫还原性的同时,对实验探究化学物质的一般思路进行指导;在自主学氧化硫性质的教学环节中,引导学生从物质类别的角度(以二氧化碳为类比对象)和氧化还原的角度进行归纳,进行学习策略的指导。在二氧化硫功过讨论的环节教学中,让学生懂得了要辩证认识事物,并引导学生建构合理利用化学物质,尽量避免对人类和环境造成的损害的观念,建立可持续发展思想。这样的处理无疑让我们的课堂更具有思想性、更具由教育性。有效地落实化学价值的设计宗旨。
化学课堂是提升化学价值的最佳场所,但化学价值的提高是一项长期、综合性的任务,它贯穿于化学教育的全过程,是潜移默化逐步深入的,不可能一蹴而就。通过二氧化硫教学设计的研究,使我真正认识到了化学研究的魅力所在,也是我更确信只要我们能有意识的在教学设计中关注化学价值的提高,哪怕一节课就那么几分钟,几年的累积,都将会化学价值提高产生巨大的影响。
参考文献:
[1]王祖浩,吴星主编。普通高中课程标准实验教科书•高中化学教学参考书化学1(必修1).南京:江苏教育出版社,2005
[2] 浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见.杭州:浙江教育出版社,2007
[3] 包朝龙,任志强.新课程理念下元素化合物教学设计探微[J].化学教育,2008,(4):13-17
[4] 乌晓璐.一次区优质课后的反思[J].化学教育,2009,(2):32-33
【关键词】活性焦；烟气脱硫；二氧化硫；水蒸气
我国之前对于污染空气的指标没有硬性的要求，导致现在空气污染严重。硫化物中尤其是二氧化硫的含量最多，不仅会对人们造成重要的危害，而且还会对空气产生影响，然后是造成酸雨会造成更大范围的污染。所以对于这方面我们国家也更加的重视，颁布几部法规进行约束企业的行为。在对于脱硫技术中，以活性焦干法最为有效，所以下文主要通过介绍我国活性焦干法的现状，进一步研究如何优化这一技术。
一、活性焦干法烟气脱硫技术现状
（一）活性焦干法的原理
这种方法主要是运用活性炭或者活性焦来吸附烟气中的硫化物，这样可以降低硫化物进入空气中的含量进一步提高空气的质量，其原理包括两方面，第一是通过把活性炭作为吸附剂将二氧化硫吸附进去，从而减少空气中的二氧化硫的量，这是利用了活性炭的物理性质；第二是要利用活性炭的化学性质，把活性炭作为催化剂，加速二氧化硫、水以及氧气之间的化学作用，最后生成不会对空气质量造成危险的物质，减少二氧化硫的排放量。
（二）国内的活性焦干法脱硫工业技术的现状
我国用活性焦来吸附的方法来进行处理二氧化硫的工艺种类繁多，根据其工艺的中对二氧化硫的吸附装置的不同来进行分类，可以分为两种一种是固定床工艺另一种则是移动床工艺；根据其活性焦的性质来分类可以分为水洗再生工艺以及加热再生工艺等分类方式。
（三）活性焦干法烟气脱硫技术存在的问题
第一，首先介绍一下这种方式的优点，活性炭是经过煤炭而提炼出的产物，这种活性焦有很多的好处，稳定性强，在各方面的指标都比活性炭的性质更好，有更强的耐压性，有更持久的抗持久能力等，最重要的是能够吸附更多的硫化物。第二，了解一下这种技术所存在的不足，一方面是虽然活性焦相比于活性炭来说吸附硫化物的量已经很多了，但是还是有一定的限制，所以我们就需要通过增大吸附装置来提高整体的吸附量，这样就增大了其体积，造成更大的耗能。另一方面就是上一方面说需要的量很大，所以成本就会提高，为了降低成本我们对于活性炭还需要进行解吸再生的方法来减少耗用量，这样投入的资本也不会小，还会造成活性焦的磨损。还有一个有待解决的问题就是我们没有能够完整的了解到活性焦的化学反应的具体情况，所以经过反应之后生成的气体我们也不确定，所以在这一方面我们还需要下功夫进行研究。
二、活性焦干法烟气脱硫的技术研究
（一）内外扩散对于活性焦吸附硫化物量的影响
上面讲到活性炭来吸附硫化物主要是通过两方面分为化学还有物理方面，经研究表明，是先发生物理反应之后进行化学反应，来进行对于硫化物的吸附程序。对于内外扩散对于活性焦吸附硫化物的量的影响表现为，第一，是内扩散对于活性焦吸附硫化物的量的影响，根据研究表明活性焦粒的粒径对于吸附量的影响是活性焦粒的粒径越大吸附的量也越大，但是有饱和的粒径，同时减小粒径也就较少的吸附量所以我们一般选择粒径在60目到80目之间的活性焦的粒径吸附效果最好。第二，外扩散对于活性焦吸附硫化物的影响，其实质是气体的流速对吸附硫化物的影响，其流速越大吸附的硫化物越多但是也同样存在饱和度，所以我们一般选取的是粒径在60目到80目之间的且气体的流速要大于2m/min。
（二）床层的温度对于其吸附量的影响
我们首先了解的是床层的温度对于活性焦的吸附量的影响是较大的，得出的结论是，随着床层的温度的提高，吸附的速度和吸附量都是逐渐降低的，这是由于在进行反应时是首先进行物理反应在进行化学反应，而物理反应是化学反应的前提，而温度的升高不利于物理反应的进行，所以化学反应也进行不了，这样相当于整体的效率都在减弱；另一方面的原因涉及到当时的水蒸气的浓度，这也是在温床温度升高中的一项现象，这样产生的三氧化硫和水蒸气结合就会生成硫酸，这样会堵塞空隙，降低其吸附能力。
（三）参与反应的物质的浓度对于吸附量的影响
物理反应不需要其他的物质参加，而化学反应需要其他物质一起参与才能发生，有氧气、二氧化硫以及水蒸气。第一是氧气的浓度对于其吸附量的影响。据了解可知活性焦的吸附能力会随着氧气量的增加而增加，但是也是会出现饱和的现象，当氧气的浓度到达一定的浓度后，再提高氧气的浓度也不会增加其吸附量，相反还会降低活性焦的吸附量，所以要注意氧气的量不要过多也不要过少，以免出现影响活性焦吸附的量的情况。第二，是考虑二氧化硫的浓度对于活性焦吸附量的影响。同样的道理也是二氧化硫的浓度提高会提高活性焦的吸附量，但是这方面没有饱和的程度提高的越多就会促进吸附量的增加。第三，水蒸气的情况和氧气类似，水蒸气的浓度对于活性焦的吸附量的影响是，在一定浓度之前是随着水蒸气的浓度提高活性焦的吸附量会随之提高，但是一旦超过这个点，随着水蒸气的继续提高就会使活性焦的吸附量降低，所以对于水蒸气的浓度一定要把握好否则就会出现副作用。
（四）活性焦脱硫效率的研究
可知在活性焦进行工作的刚开始期间，对于脱硫的效率也是很好的，但是随着时间的进行，活性焦的吸附量以及吸附能力都会下降，时间长了之后就会使其脱硫的效率降低，要换或者进行在加工才能进行之后的脱硫效果。
三、总结
总而言之，我们国家在活性焦干法烟气脱硫方面还存在一些问题，我们要及时的改进，我们也要积极的研究其技术的改进提高的方法，我们从各个角度来阐述了活性焦干法的内容，可以提供对于活性焦干法烟气脱硫技术对于工业中实际应用。
参考文献：
[1]张睿.干法炭基烟气脱硫技术现状及其前景[J].化学工程师，2010，24（10）.
高中化学改进实验实验装置人教版普通高中课程标准化学必修一第四章第四节《硫酸、硝酸和氨》中，浓硫酸与蔗糖的反应（如图1所示）是高中化学非常重要的实验，教材描述为“蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并发出有刺激性气味的气体”。课本上只强调了有刺激性气味的二氧化硫，但实际该反应过程中还会产生大量的无色无味剧毒的一氧化碳气体，而我们通常的做法是：在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀，然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。虽然方法简单，现象明显，能很好地激发学生的学习兴趣。但危害性不言而喻。通过对实验的优化设计改进，不仅可以使实验满足绿色环保的要求，而且还可以验证一氧化碳的存在和二氧化硫的性质。
一、实验目的
验证蔗糖与浓硫酸反应产生的气体中CO的存在；减少药品用量，改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置；检验SO2的漂白性、还原性；尾气处理，避免有毒有害气体的排放，造成环境污染，危害师生健康。
二、实验原理
1.浓硫酸和蔗糖的反应包括蔗糖的脱水炭化和浓硫酸与碳的反应。
化学方程式为：
2.药品量均减为原来的1/3（或1/2），即蔗糖7g（或10g）、浓硫酸5mL（或7.5mL），减少气体的产生和后续药品的消耗。
3.采用密封装置，使产生的气体通入浓NaOH溶液，除去SO2、CO2气体，尾气点燃，验证并除去CO。
4.SO2可使品红溶液褪色，体现SO2的漂白性；SO2可使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现SO2的还原性。
三、实验仪器与药品
1.仪器。100mL锥形瓶、集气瓶、硬质玻璃管、双孔橡塞、单孔橡塞、导管、酒精灯、火柴、烧杯。
2.药品。浓硫酸、蔗糖、浸湿品红溶液的滤纸条、浸湿酸性高锰酸钾溶液的滤纸条、澄清石灰水、浓氢氧化钠溶液。四、实验装置图
五、实验步骤
1.连接好实验装置并检查装置气密性。
2.硬质玻璃管中甲处放浸湿品红溶液的滤纸条，乙处放浸湿酸性高锰酸钾溶液的滤纸条；洗气瓶中放浓氢氧化钠溶液；在锥形瓶中放入7g蔗糖，并滴入2滴水使蔗糖湿润，用量筒加入5mL浓硫酸；点燃酒精灯（如图2所示）。
3.仔细观察实验现象。
4.实验结束后，用酒精灯分别加热甲、乙两处的滤纸条。
六、实验现象及分析
1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，说明浓硫酸可使蔗糖炭化，体现浓硫酸的脱水性；黑色物质体积迅速膨胀，同时产生大量白雾，说明浓硫酸可与碳单质反应产生大量气体，体现浓硫酸的强氧化性。
2.甲、乙两处的滤纸条均褪色，说明SO2可使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，虽然都是褪色，但体现的性质不一样，分别体现SO2的漂白性、还原性。
3.氢氧化钠溶液无明显现象，除去SO2和CO2气体。
4.导气管口气体被点燃，撤去酒精灯，用澄清石灰水湿润的烧杯倒扣在火焰上方，烧杯壁变浑浊，证明浓硫酸与碳单质反应有CO气体生成。
5.实验结束，加热甲处的滤纸条，恢复为原来的红色，说明SO2使品红褪色发生化合反应生成了不稳定物质，该物质受热分解，恢复为原来的红色，为可逆过程；加热乙处的滤纸条，不能恢复原来的红色，说明SO2使高锰酸钾褪色发生了氧化还原反应，该过程不可逆。
七、实验注意事项
1.蔗糖和浓硫酸的量不能太少，否则蔗糖与浓硫酸脱水炭化过程太慢，产生的热量少，不能使碳与浓硫酸继续反应，导致实验失败。
2.蔗糖中加入浓硫酸后，即点燃酒精灯，保证实验产生的一氧化碳完全燃烧，防止污染空气。
八、实验总结
验证了蔗糖与浓硫酸反应产生的气体中一氧化碳的存在。把蔗糖与浓硫酸的反应、二氧化硫的性质检验综合到一套装置中进行，既节省了进行实验的次数，节约了药品，又提高了效率，还保证了二氧化硫、一氧化碳气体的零排放。巧妙的验证了二氧化硫使品红溶液褪色、使酸性高锰酸钾溶液褪色的区别。
参考文献
[1]师殿峰.蔗糖跟浓硫酸反应的探讨[J].化学教育，1994，（4）.
关键词：硫；实验；设计
文章编号：1005－6629(2008)11－0006－02中图分类号：G633.8文献标识码：C
硫是一种重要的非金属元素，二氧化硫既可被氧化，又能被还原，是一种在中学化学中起着重要作用有着重要地位的化合物，二氧化硫和亚硫酸又是与人类生存环境有着密切关系的物质，因此在中学化学中必须重视硫和硫的化合物的教学，以此促进学生对一些化学概念的理解和对一些重要化学理论的认识，树立环境保护意识，增强社会责任感。搞好硫及硫的化合物教学的关键是开发设计课堂演示实验，让演示实验引发学生的思考，促进教育教学目标的达成。下面是笔者对有关硫和硫的化合物部分实验的设计。
1硫和铁反应的实验
硫和铁反应的实验通常的做法是：将硫粉和铁粉混合，取适量的混合物放在石棉网上或加入试管中加热，观察反应的现象。这种方法需要药品量多，反应过程中会有不少的硫燃烧产生二氧化硫，造成环境污染。我们的做法是：按硫和铁的质量比4∶7混合，将混合后的药品小心的装入一个直径1cm长约15cm的玻璃管中，然后将此玻璃管固定在铁架台上，如图1所示。接着用酒精灯加热玻璃管的一端，反应开始后撤去酒精灯，可以看到红热现象从玻璃管一端不断移动到另一端。这样做的结果尽可能地避免了反应过程中二氧化硫的生成，造成了对空气的污染；玻璃管中红热移动的动感现象也极大地调动了学生的课堂学习积极性，启发了学生对此反应的思考。
2 硫和铜反应的实验
铜与硫的反应教材上的做法是在试管中加入少量的硫粉，然后加热试管，试管中产生大量硫蒸气时，将一束红热的铜丝伸入试管，观察反应的现象。按照这种做法，硫粉和铜丝都要加热，铜丝在伸入试管的过程中温度会下降，造成实验现象不明显，影响课堂教学效果和学生对课堂教学内容的兴趣。我们采取下面的方法进行实验，取得了良好的实验效果。做法是：在一支试管中放入一团细铜丝，然后将试管固定在铁架台上，如图2所示，接着对试管中的铜丝加热，当铜丝红热时，撤去酒精灯，并用药匙向试管中撒入硫粉，可观察到铜丝与硫粉发生剧烈反应，持续发出明亮的红光，并产生炸裂般的声响。
3硫的燃烧实验
硫和硫的化合物的燃烧是工业上生产硫酸的重要反应，也是造成空气污染的反应之一，硫在空气中的燃烧我们采取下面的方法进行实验：实验装置如图3所示，试管中加入适量硫粉，对硫粉进行加热，加热不一会即开始通入空气，硫在试管中燃烧，产生的气体被烧杯中的NaOH溶液吸收。
4二氧化硫溶于水显酸性的实验
二氧化硫溶于水的实验常采用将收集了二氧化硫的试管倒置于水槽中观察水面的上升的方法进行，或在吸入一定量二氧化硫的针筒中再吸入一定量的水观察针筒中气体体积的变化。为了能够在演示时老师做得从容，学生看得方便清楚，我们采取这样的方法进行实验：在两支试管上配大小合适的带有分液漏斗的橡皮塞，课前在一支试管中收集二氧化硫气体，用塞子塞紧，另一支试管中不收集气体。课堂演示时收集二氧化硫的试管迅速换上盛有紫色石蕊试液漏斗，另一支试管装上盛有水的分液漏斗，如图4所示。打开两个分液漏斗的活塞，观察现象，引导学生分析产生这种现象的原因和实验的原理。
5 二氧化硫与溴水、高锰酸钾溶液反应的实验
直接将二氧化硫通入溴水、高锰酸钾溶液中进行实验，既要有气体发生装置，还要有尾气的吸收装置，装置较复杂，药品消耗量大。我们采取下面简单的方法进行实验：在试管上配一大小合适带有胶头滴管的橡皮塞，课前在试管中收集二氧化硫气体后，用橡皮塞塞紧，课堂演示时迅速换上带有胶头滴管并吸入溴水或高锰酸钾溶液的橡皮塞，如图5所示。挤压胶头滴管胶头使溴水、高锰酸钾溶液滴入试管，振荡后观察到溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色。
6 二氧化硫与品红溶液反应的实验
硫是自然存在于柴油中的一种有害物质。柴油中的硫在高温燃烧时生成硫的氧化物，不仅腐蚀损坏发动机部件，而且排到空气中还会形成酸雨，破坏生态环境。SO2 已成为我国大气环境主要污染物之一，20世纪90年代初，全国排放SO2为1860多万吨。1998年达到2090×104吨。
此外，硫还会使机动车尾气处理催化剂中毒，降低其催化活性，增加NOx和颗粒污染物的排放，加重城市环境的污染。因此，机动车必须使用超低硫的清洁柴油，石油加工企业必须对柴油进行深度脱硫。
关键词：硫含量 柴油
现今柴油脱硫技术主要有加氢脱硫技术，催化裂化技术，氧化技术和吸附技术等等。随着当今柴油市场的迫切需求，新的工艺方法的发展得到了很大的促进。
一、加氢脱硫（HDS）技术
柴油深度脱硫，最经济的方法是使用超高活性的催化剂。因此近年来，国外各公司在不断改进柴油精制技术的同时，还开发了活性大幅度提高、性能优异的脱硫催化剂。
1.国外催化加氢脱硫
美国Mobile公司成功开发了第三代Octgain技术，Octgain是一种低压下操作的固定床加氢脱硫工艺，其特点是使用专利催化剂，在保证辛烷值不损失的前提下，降低硫含量和烯烃含量，而生产成本远低于FCC汽油加氢脱硫过程。Octgain技术经过三代技术改进，第三代技术（OCT 220）不仅能够脱硫还能控制C5的收率和产品的辛烷值。工艺过程为两段反应过程，第一段是将FCC汽油进行加氢精制脱硫，中间产品因加氢而使辛烷值降低；第二段利用催化剂回复第一段中间产品油的辛烷值，该技术没有分离的中间急冷催化剂床层，提高了控制和操作的灵活性。
2.国内加氢脱硫技术
石油化工研究院（RIPP）的SSHT技术，采用非贵金属RN-1催化剂，在6.4～12.OMPa氢分压下，分别加工芳烃体积含量小于30%的直馏柴油馏分及芳烃体积含量大于50%的催化裂化柴油馏分，空速为1.0h-1，可以获取硫含量小于30μg·g-1的柴油。
已工业化的国产加氢脱硫催化剂有：RN—1，RN—10，FH—5A，FH—98，FDS等牌号。其金属组分分别是：Co—Mo、W—Ni、W—Mo—Ni或W—Mo—Co—Ni，载体为A12O3或A12O3-SiO2[1]。
二、催化裂化脱硫
美国Grace Davison公司开发的能直接降低催化裂化汽油硫含量的GSR技术，采用了高基质活性超稳Y催化剂和循环提升管装置。通过对USY分子筛的改性，得到第三代汽油脱硫催化剂GFS，能选择性的裂化汽油中的硫化物，脱硫率为40% ，该技术在欧洲已经工业化。
三、国内外柴油氧化脱硫技术
1.ASR—2技术
ASR—2氧化脱硫技术是由UniPure公司开发的。ASR—2脱硫技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染物排放、能生产超低硫油品、装置建设灵活、适应小型炼厂和燃料分销网点的油品脱硫要求等诸多特点。ASR—2脱硫技术的工艺如下：含硫柴油与携带氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合，在常压和121℃的条件下将噻吩类含硫化合物氧化成砜。反应过程中氧化剂的消耗非常少，反应停留时间不到5min就能达到完全反应，含有再生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分，除去砜并再生催化剂。
AsR—2脱硫技术经济评价：投资费用比现有的高压加氢装置低50% 以上，操作费用仅为高压加氢装置的40% 。
2.日本PEC技术
日本石油能源中心（PEC）开发的过氧化氢技术是在30%过氧化氢水溶液中加入一定量的羧酸（如醋酸或三氟醋酸），然后按一定比例将此过氧化氢混合液加到含硫油中并搅拌混合。该方法脱硫率高，同时可脱氮，但存在氧化剂成本高、硫化物用途未解决等问题，没有柴油收率指标。
3.超声波氧化技术
超声波脱硫的技术方案与技术特点：将石油燃料与氢过氧化物、表面活性剂和水进行液体混合，形成一种水相—有机相的混合介质。将这种混合介质连续注入到超声波室。经超声波作用后从超声波室流出来的混合物便可很容易地分层，成为水相和有机相，其中的有机相即为脱硫的石油燃料。超声波脱硫技术的显著特点是操作简单，生产成本较低。
4.TS-1催化氧化技术
在常压低温下，采用催化氧化法将柴油中的非极性有机硫化物氧化为易于除去的极性有机硫化物，硫醚和噻吩氧化为亚砜及砜等氧化形态存在的有机硫化物。甲酸、乙酸（助催化剂）和 TS—l催化剂的作用下与氧气生成有机过酸，过酸放出原子氧，将RSR催化氧化为亚砜RSOR和砜RSO2R；烷基噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩则被催化氧化为高度活性的噻吩二硫化物（砜类化合物）。过氧酸自身则还原为酸 [2，3]。
5.国内研究情况
石油大学吕志风等采用30%双氧水—甲酸（体积比1：1）作为氧化剂，油剂比10：1，将FCC柴油中的硫化合物氧化成亚砜类化合物，氧化反应在40℃和70℃各反应1 h，然后采用DMF作萃取剂，油剂比2：1，萃取时间为10 min，脱硫率64%，油品收率70%～80%。该方法主要问题：反应时间长、脱硫率和收率低、成本高。
6.生物氧化技术
生物脱硫主要利用细菌的新陈代谢过程来脱除石油中的含硫化合物，也称为微生物脱硫或生物催化脱硫。生物脱硫的关键技术，最主要的是找到有效的菌种，其次是高活性、高选择性、高稳定性（长寿命）生物催化剂制备、生物反应器工程设计和脱硫产品的分离与净化。由于原油和油品的硫化物组成各异，而且有多种硫化物同时存在，因而从自然界中寻找合适的菌种难度较大，影响了生物脱硫技术工业化的进程[4]。
四、吸附脱硫
美国Exxon公司近期开发了一种柴油深度脱硫技术，该技术采用两段脱硫工艺，柴油首先进行加氢精制，脱除其中的大部分较易脱除的硫，而对二苯并噻吩等化合物中较难脱除的硫，则采用吸附法脱除。吸附剂为活性炭、活性焦炭等，采用该技术可使柴油中的硫含量从1000 μg·g-1降到20 μg·g-1以下。其投资费用远低于单独应用加氢法的脱硫过程，并且工艺过程简单、易操作。但要求吸附剂有较高的容硫量、易再生， 以延长吸附-再生的操作周期[5]。
很多吸附剂都具有从汽油中脱除含硫、含氧或含氮的极性有机化合物的能力，特别是各种分子筛和复合氧化物等能选择性的吸附一系列含硫化合物，吸附法脱硫是一项新出现的技术，它的经济效益相当诱人。IRVAD技术和S—Zorb技术均是吸附法脱硫技术，投资少，操作成本低.具有广阔的前景。
参考文献
[1]马伯文.清洁燃料生产技术.北京：中国石化出版社，2001.1
[2] 李良助.有机合成中氧化还原反应[M].北京：高等教育出版社，1989.
[3] 徐寿昌.有机化学[M].北京：高等教育出版社，1993
【关键词】氧化工艺 危险因素 爆炸 安全措施
1 前言
二甲基亚砜是一种优良的溶剂和药物，历来被称为“万能溶媒”和“万能药”，广泛应用在石油化工、医药、农药、芳烃抽提、人造羊毛、电子和国防工业中。目前二甲基亚砜生产工艺路线基本有三种，美国采用造纸废液制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；法国、日本及中国的重庆、山东都采用硫化氢―甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；中国其余生产厂家均采用二硫化碳―甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜。
三种方法都是生成二甲硫醚，再在氧化工段中进行氧化生产二甲基亚砜，而在此生产过程中的大多数物料都有易燃易爆的特性，而且有毒（如一氧化氮、二氧化氮、二甲硫醚等），因此，在设计过程中需对各种危险因素进行分析，针对物料特性及工艺要求采取相应的安全措施。
下面就某公司2.5万吨/年二甲基亚砜装置氧化工段设计中，强调工程设计的本质安全，侧重从工艺及自控方面采取的主要安全措施进行分析。
4 氧化工段采取的安全措施4.1 控制反应物料加入量的措施
进料时二甲基硫醚过量，未能及时转化成二甲基亚砜就大量气化，与氧形成爆炸性混合物。
设计对进入氧化塔的二甲基硫醚、二氧化氮、氧气三种主要物料均设置现场及远传流量计进行进料流量监测，同时通过远传流量计、调节阀实现进料流量的自动调节。同时根据业主其它已建亚砜装置的生产经验，在氧化塔设备顶部尾气管线上均设置了管道视镜，通过视频信号在控制室实现监控，可通颜色对设备内各物料的反应程度进行监控。可根据不同的颜色采取相应的操作措施以确保安全生产。
4.2 防止水分带入氧化塔的措施
二甲基亚砜能与水互溶，从而使二甲基硫醚在含水二甲基亚砜中的溶解度大为降低，于是在反应塔内就会有二甲基硫醚层析出并气化，与氧形成爆炸性混合物。
进入氧化塔的三种物料，最有可能带入水分的是二甲基硫醚，须由合成工段进行合成气冷凝分水：生成的合成气从反应器下封头出来进一冷（循环水20-30 ℃ ）、二冷（低温水5-7 ℃）、三冷（低温水5-7 ℃）、四冷（盐水-15 ～-20 ℃），逐级冷凝下来的液体进入醚水分离器（根据醚水不溶、比重不同性质），下层水去废水罐，上层粗硫醚去粗硫醚罐，不冷凝气去吸收塔。粗硫醚进入硫醚精馏塔中部，粗硫醚中的甲醇、水、硫醚在精馏塔内形成共沸混合物，其共沸点比硫醚的沸点要低得多，从而用普通的精馏方法，将共沸混合物从塔顶分馏出来，从塔底采出较纯的精硫醚。
氧化塔内冷却盘管应建立资料档案，经常检查，严防漏水。
4.3 氧化反应温度的控制措施
氧化塔反应段的温度需严格加以控制，温度太低，氧化速度太慢，会使二甲基硫醚在塔内积聚；反应温度太高，则会使二甲基硫醚气化量增加，都有可能产生爆炸。
设计对氧化塔各塔节温度进行严格监控，具体措施如下：
第一塔节设置一个温度检测点，设高低报警，并与第一塔节温控热水总管的控制阀联锁，实现温度控制。
第二至第五塔节设置两个温度检测点，设高低报警，并与各塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在50～85℃范围内，实现温度控制。
第八塔节设置一个温度检测点设高低报警，并与第八塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在15～40℃范围内，实现温度控制。
4.4 管道防堵措施
由于二甲基亚砜的凝固点较高（18. 45℃），冬季二甲基亚砜管道常易堵塞，尤其当氧化塔尾气管堵塞时，导致塔内压力增高而将反应介质二甲基亚砜大部分压出，使二甲硫醚未能完全溶解，而和氧在塔内形成爆炸性混合物引起爆炸。所以冬季必须注意防止二甲基亚砜的凝固。
设计对所有含二甲基亚砜介质管道采取电伴热，确保管内温度高于二甲基亚砜的凝固点，防止管道堵塞。
4.5 其它安全措施
（1）氧化塔内应选用合适的填料，以保证有足够的比表面积使塔内的气液分布均匀，从而保证一氧化氮及时转化为二氧化氮，使之与二甲硫醚顺利地进行氧化反应，不在塔内积聚。
（2）对氧化塔第八塔节压力进行严格监控，并设置压力报警。
（3）当单台氧化塔主反应区（第三塔节中部）温度≥90℃或氧化塔顶部（第八塔节）压力≥20KPa时，发生联锁动作，自动启用紧急停车系统，关闭该台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀；当所有氧化塔发生异常时，除关闭各台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀外，还要停止硫醚上料泵的运行。
（4）在氧化塔设备的每个塔节均有夹套低温水管，对设备的温度进行准确调节，当低温水上水控制阀出现故障时，设置控制阀为故障开，能保障塔节的稳定给水，不会造成塔节的温度上升而造成安全隐患。
（5）在氧化工序装置区域设置二氧化氮、二甲基硫醚有毒、可燃气体检测报警装置。
（6）氧化塔底部设置爆破片，为防止单个氧化塔发生事故燃烧窜入其他氧化塔，爆破片冲破后的液体物料经排液管排入应急事故槽。
（7）在氧化工序共设置了24个视频监控点信号进控制室，对现场情况及管道视镜、设备就地液位计等进行监控，当出现异常时，能及时采取相应的安全措施。
（8）氧化氮汽化器、氧化氮缓冲罐设备设置安全阀；氧化氮汽化器设置温度高报警、压力高低报警并与热水上水管控制阀联锁、液位高低报警并与进料控制阀联锁；氧化氮缓冲罐设置液位高报警、压力高低报警。
（9）在氧气缓冲罐设备设置安全阀。在设备上设置了两个压力监测点，就地和远传，远传压力计设置高低报警，并与氧气进料调节阀联锁。
（11）在每个氧化塔设备上均配置了DN25的氮气管线，用于开车前设备和管道吹扫及停车后对设备和管道内有害气体的置换。
5 结束语
“氧化工艺”因其危险性被列入重点监管的化工工艺（安监总管三第116号文件），设计时根据工艺过程中涉及危险物料的特性及反应过程中存在的危险因素，对照安监总局对“氧化工艺”的基本控制要求，采取相应安全措施保障整个氧化工段的本质安全。在实际生产中还需企业加强安全生产管理，减少人为的不安全因素，才能保证生产的安全、平稳运行。
参考文献
[1] 安全工程大辞典.1995年11月.化学工业出版社出版
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。待反应完成以后，将三通阀调节至真空盐水袋端，清洗针头并迅速地插入另一检测药瓶，打开三通阀，观察并记录现象。
4.四组实验完成后，转动三通阀将盐水袋中的SO2挤压至装有浓NaOH溶液的盐水瓶吸收殆尽。
5.取下褪色的品红溶液小药瓶，将其放入热水中观察并记录现象。
五、实验优点
本实验提出的二氧化硫性质绿色环保微型实验的改进方案具有以下优点。
1.简单——该实验仪器普通，装置简单，药品用量少。
2.高效——整合了多个实验，二氧化硫利用率高，实验现象明显。学生可近距离反复观察，避免了微型实验现象可视范围小的缺点（做演示实验时，还可用摄像头投影）。
3.有序——分段做SO2的性质实验使观察与记录实验现象更加从容、有序。SO2与品红溶液作用的可逆性性质实验在封闭条件下进行，现象明显且不污染环境。
4.绿色——无二氧化硫泄露，且方便处理残留物，符合绿色化学理念。
5.环保——该实验仪器多采用废弃医疗用品，减少了环境污染，节约了资源。
6.开放性——不仅可作演示实验和学生分组实验，还可组织学生探究改装，进行多种气体实验演示，培养学生的创新精神和实践能力。
7.该装置（可稍微改变）还可适用于固体和液体不需加热制取气体，并能直接收集气体，同时还能探究气体的性质。特别适合中学阶段的重要气体：O2、CO2、Cl2、NH3、H2S、SO2等气体实验，适用范围较广。
参考文献：
[1]吴舒珍，何英.对二氧化硫性质实验的改进.蒙自师范高等专科学校学报，2002（4）.
[2]徐凯祥.高中化学硫及二氧化硫性质实验装置改进的一点认识.延边教育学院学报，2010（3）.