【实验室制二氧化硫的方法】在化学实验中,二氧化硫(SO₂)是一种常见的气体,常用于研究其酸性、还原性及与碱反应的性质。实验室中制取二氧化硫的方法通常以硫酸和亚硫酸盐为原料,通过酸与盐的反应生成。以下是对该方法的总结与具体操作步骤。
一、实验原理
二氧化硫可通过硫酸(H₂SO₄)与亚硫酸钠(Na₂SO₃)或亚硫酸钙(CaSO₃)等亚硫酸盐发生复分解反应生成:
$$
\text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2\uparrow
$$
该反应属于酸与盐之间的复分解反应,生成的二氧化硫气体具有刺激性气味,需在通风良好的环境中进行。
二、实验材料与仪器
名称 | 用量/规格 | 用途 |
亚硫酸钠 | 10g | 反应物 |
浓硫酸 | 5mL | 提供酸性环境 |
烧杯 | 100mL | 混合反应物 |
分液漏斗 | 1个 | 控制液体加入速度 |
导气管 | 1根 | 导出气体 |
集气瓶 | 1个 | 收集二氧化硫气体 |
水槽 | 1个 | 收集气体时使用 |
酚酞试纸 | 若干 | 检测气体酸性 |
三、实验步骤
1. 准备装置:将烧杯放在实验台上,连接导气管至集气瓶,集气瓶置于水槽中。
2. 加入试剂:向烧杯中加入约10g亚硫酸钠固体。
3. 缓慢滴加硫酸:用分液漏斗缓慢滴加5mL浓硫酸,观察反应现象。
4. 收集气体:待反应开始后,气体通过导气管进入集气瓶,直至充满。
5. 验证气体:用湿润的酚酞试纸靠近集气瓶口,若试纸变红,说明气体为SO₂。
6. 结束实验:关闭分液漏斗,停止反应,拆卸装置并清理。
四、注意事项
- 实验过程中需佩戴防护眼镜和手套,避免接触强酸。
- 反应剧烈时应控制硫酸的滴加速度,防止喷溅。
- 实验应在通风橱中进行,避免吸入有毒气体。
- 废液应按实验室规定处理,不可随意倒入下水道。
五、实验现象与结论
- 现象:反应过程中产生大量气泡,并释放出有刺激性气味的气体。
- 结论:通过酸与亚硫酸盐的反应可以成功制得二氧化硫气体,适用于教学实验与基础化学研究。
总结:实验室制备二氧化硫的方法简单且直观,主要依赖于硫酸与亚硫酸盐的反应。实验过程需注意安全与环保,确保实验顺利进行。