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关于氯气与硫化氢水溶液反应的初步探究

点击次数:13507 发布时间:2016-07-14

在卤素单质中的氯气,是一种活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性;在氧族元素中的硫,它的氢化物为硫化氢,具有较强的还原性。 
  在一些练习册中经常出现这样一道习题:向氢硫酸的溶液中缓缓通入氯气,在氢硫酸与氯气的反应过程中,下列叙述错误的是( ) 
  ①沉淀逐步增多 ②溶液的pH变大 ③溶液中的c(S2-)不变 ④溶液中c(Cl–)逐步增大
  A.①③ B.②③ C.③ D.①④ 
  很多学生在回答此题时,均选择了B选项,认为当氯气通入氢硫酸中发生Cl2+H2S=S↓+2HCl这个反应;因此将会观察到溶液中有淡黄色沉淀产生,且沉淀量逐步增多,同时由于生成盐酸,溶液中H+增多,溶液的酸性增强,所以溶液的pH变小。 
  那么将氯气通入到硫化氢的水溶液中,现象如何呢? 
  【理论推理】 
  由标准电极电势数据可以看出,无论是在酸性或碱性的介质中,S2-都可作为较强的还原剂,而且在碱性介质中还原性更强。 
  由于浓度的变化对电极电势的影响不大,因此如果两个电对的标准电极电势相差比较大(E?厮>0.2V)时,一般仍可以用标准电极电势来判断氧化还原反应进行的方向,结论仍符合实际。 
  【实验设计】 
  仪器: 
  铁架台(带铁圈)、烧瓶(带双孔塞)1只,分液漏斗(2只)、广口瓶(配双孔塞)4个; 
  具支管锥形瓶(配双孔塞)、玻璃导管,橡皮管,止水夹(3只); 
  250ml烧杯(4个)、100量筒(1个)、托盘天平、药匙、滤纸、备用小烧杯、胶头滴管。 
  药品: 
  KMnO4固体、FeS、 
  浓盐酸、稀硫酸、0.5mol/L氢氧化钠溶液、0.1mol/L硫酸铜溶液、饱和食盐水、蒸馏水、氯化钡溶液。 
  实验装置图: 
  实验现象:在装有100ml蒸馏水的具支管锥形瓶中先产生了黄色沉淀,随着氯气的继续通入,溶液逐渐变澄清(如果氯气通入过量,溶液的颜色会带有黄绿色;或者还有少许淡黄色沉淀)。取少量反应后的水溶液于小试管中,滴加氯化钡溶液,立刻生成白色沉淀,从而证明氯气可以氧化氢硫酸生成硫酸。 
  相关反应:Cl2+H2S=S↓+2HCl 4Cl2+H2S+4H2O=H2SO4+8HCl 
  实验结论:在向氢硫酸中通入氯气的实验中,当通入少量氯气时,产生淡黄色的沉淀,且随着通入氯气的量而逐渐增大;当通入过量的氯气后,沉淀逐渐消失,得到澄清的溶液。 
  当改用硫化钠溶液再进行实验时,实验效果更明显,取少量反应后的水溶液于小试管中,滴加氯化钡溶液,立刻生成白色沉淀,从而证明氯气可以氧化硫化钠生成硫酸钠。 
  【综合评价】 
  通过对化学知识的理解和相关化学实验的设计,可以培养学生探究化学知识的精神,在实验中锻炼学生分析问题、解决问题的能力,真正体现了学生为主体的教学思想。在课堂上,学生思维活跃,对培养学生的创新思维能力及分析问题、探讨问题、解决问题的能力都起了很大作用,提高了学生的综合素质。更为重要的是,使学生在探究的过程中获得了成就感,激发了他们学习化学的热情,当然也提高了复习效率。在课堂演示实验教学中,应当精选实验,利用现有条件,大胆创新,改进小实验,创新实验设计,帮助学生在理解的基础上生动地学习元素和化合物的知识。在实验教学中,积极开展学生自主动手实验,加强学生实际的动手操作能力的培养,要求学生在实验过程中,要严肃、认真、规范、熟练;有一定的绘图技能,以及书写实验报告的能力。在课外活动中积极培养学生的创新能力,努力改进实验,创设一些简单易行的小实验。 
  在教学中要锻炼学生解决实际问题的能力。为了激发学生学习的兴趣,培养实践能力,可以让学生个体参与实验的整体设计,从而让学生们通过实验得到新知识。学生们可以通过“方案设计──尝试实验──对比讨论”,发现自己对相关知识的理解程度,从而实现对学习过程的主动积极参与,提高对知识的运用能力;更重要的是学生通过亲自设计和实验,体会到在科学研究中有价值的实验、实践的方法,为今后自主性、创造性的发展奠定基础。采用此教学模式,教学效果如何,关键在于教师对问题的设置。教师应根据具体的教学目标、重点、难点,设计一些探究性实验并提出富有启发性的问题,引导学生积极思维。 
  化学是研究物质的组成、结构、性质、变化以及合成的一门科学,因此化学教学要以实验为基础。正如我国化学家傅鹰所说:“化学是实验的科学,只有实验才是高法则。”教育是为了促进人的心理发展,使受教育者的潜能得到大程度的发挥。教学是师生的双边活动,教师除了教学生学习外,还要教学生学会做人,结合教学进行思想品德教育,培养学生的思维能力和创造精神。在日常的学习中,学生可能会向我们提出不懂的问题,作为教师要有谦和的态度和正确的教学观点,敢于探索,肯于钻研,勇于改革,从而促使学生积极、健康的发展,培养他们的个性思维、创造思维,真正实现素质教育的目标! 

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