二氧化硫与澄清石灰水反应的实验现象和初步分析
发布网友
发布时间：2024-09-26 08:38
共1个回答
热心网友
时间：2024-10-04 07:45
初中化学知识表明，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。在高中课堂上，一位被认为水平较高的化学老师提出疑问：“二氧化硫是否也能使澄清石灰水变浑浊？”同学们，包括作者本人，几乎一致认为可以。然而，老师通过实验否定了这一观点，向澄清石灰水中通入二氧化硫和滴加亚硫酸（二氧化硫的水溶液）均未见变浑浊现象。老师指出，亚硫酸钙的溶解度比碳酸钙大，导致沉淀很难形成。这一疑问在作者心中留下深刻印象。
在毕业后的工作中，作者偶然接触到一些书籍和论文，发现多数结论表示二氧化硫与澄清石灰水反应不容易观察到变浑浊现象。严宣申著《化学实验的启示与科学思维的训练》一书也持相同观点。然而，作者后来了解到，通过控制实验条件，如通入二氧化硫的量、速率以及使用大量澄清石灰水，确实可以观察到先变浑浊后澄清的现象。因此，作者设计了一个实验，使用焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠与硫酸氢钠浓溶液反应制取二氧化硫，然后将二氧化硫通入大量澄清石灰水中进行观察。
作者首先制备澄清石灰水，将适量的试剂级氢氧化钙溶解于纯净水中，静置24小时后得到澄清的石灰水。接着，作者在锥形瓶中注入大量制备好的澄清石灰水，将装有焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠粉末的大具支试管垂直固定在铁架台上。分液漏斗中加入硫酸氢钠溶液，缓慢滴加至粉末上，生成二氧化硫气体。通入澄清石灰水中，起初未见明显反应现象，但随着通入二氧化硫的量增加，溶液开始出现浑浊，并且浑浊程度迅速增大。最终，溶液完全澄清，底部留下少量白色沉淀物。
实验结果证实，与二氧化碳相比，二氧化硫通入澄清石灰水的实验现象相似，能看到溶液先变浑浊，随后澄清。然而，这一现象与二氧化碳通入澄清石灰水相比，存在明显差异，值得深入思考。具体而言，亚硫酸钙（CaSO3）的溶解度较大，沉淀析出速度较慢；二氧化硫在水中的溶解度远大于二氧化碳，亚硫酸的酸性也远强于碳酸，这些因素对沉淀的析出和溶解产生影响。进一步研究需要从气体溶解平衡、电离平衡、沉淀—溶解平衡等多个角度，结合动力学分析，建立数学模型，进行计算，以更精确地解释实验现象。
热心网友
时间：2024-10-04 07:45
初中化学知识表明，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。在高中课堂上，一位被认为水平较高的化学老师提出疑问：“二氧化硫是否也能使澄清石灰水变浑浊？”同学们，包括作者本人，几乎一致认为可以。然而，老师通过实验否定了这一观点，向澄清石灰水中通入二氧化硫和滴加亚硫酸（二氧化硫的水溶液）均未见变浑浊现象。老师指出，亚硫酸钙的溶解度比碳酸钙大，导致沉淀很难形成。这一疑问在作者心中留下深刻印象。
在毕业后的工作中，作者偶然接触到一些书籍和论文，发现多数结论表示二氧化硫与澄清石灰水反应不容易观察到变浑浊现象。严宣申著《化学实验的启示与科学思维的训练》一书也持相同观点。然而，作者后来了解到，通过控制实验条件，如通入二氧化硫的量、速率以及使用大量澄清石灰水，确实可以观察到先变浑浊后澄清的现象。因此，作者设计了一个实验，使用焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠与硫酸氢钠浓溶液反应制取二氧化硫，然后将二氧化硫通入大量澄清石灰水中进行观察。
作者首先制备澄清石灰水，将适量的试剂级氢氧化钙溶解于纯净水中，静置24小时后得到澄清的石灰水。接着，作者在锥形瓶中注入大量制备好的澄清石灰水，将装有焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠粉末的大具支试管垂直固定在铁架台上。分液漏斗中加入硫酸氢钠溶液，缓慢滴加至粉末上，生成二氧化硫气体。通入澄清石灰水中，起初未见明显反应现象，但随着通入二氧化硫的量增加，溶液开始出现浑浊，并且浑浊程度迅速增大。最终，溶液完全澄清，底部留下少量白色沉淀物。
实验结果证实，与二氧化碳相比，二氧化硫通入澄清石灰水的实验现象相似，能看到溶液先变浑浊，随后澄清。然而，这一现象与二氧化碳通入澄清石灰水相比，存在明显差异，值得深入思考。具体而言，亚硫酸钙（CaSO3）的溶解度较大，沉淀析出速度较慢；二氧化硫在水中的溶解度远大于二氧化碳，亚硫酸的酸性也远强于碳酸，这些因素对沉淀的析出和溶解产生影响。进一步研究需要从气体溶解平衡、电离平衡、沉淀—溶解平衡等多个角度，结合动力学分析，建立数学模型，进行计算，以更精确地解释实验现象。
