關于氯氣與硫化氫水溶液反應的初步探究

在鹵素單質中的氯氣，是一種活潑的非金屬單質，它具有較強的氧化性；在氧族元素中的硫，它的氫化物為硫化氫，具有較強的還原性。 
　　在一些練習冊中經常出現這樣一道習題：向氫硫酸的溶液中緩緩通入氯氣，在氫硫酸與氯氣的反應過程中，下列敘述錯誤的是（ ） 
　　①沉淀逐步增多 ②溶液的pH變大 ③溶液中的c（S2-）不變 ④溶液中c（Cl–）逐步增大
　　A.①③ B.②③ C.③ D.①④ 
　　很多學生在回答此題時，均選擇了B選項，認為當氯氣通入氫硫酸中發生Cl2+H2S=S↓+2HCl這個反應；因此將會觀察到溶液中有淡黃色沉淀產生，且沉淀量逐步增多，同時由于生成鹽酸，溶液中H+增多，溶液的酸性增強，所以溶液的pH變小。 
　　那么將氯氣通入到硫化氫的水溶液中，現象如何呢？ 
　　【理論推理】 
　　由標準電極電勢數據可以看出，無論是在酸性或堿性的介質中，S2-都可作為較強的還原劑，而且在堿性介質中還原性更強。 
　　由于濃度的變化對電極電勢的影響不大，因此如果兩個電對的標準電極電勢相差比較大（E？廝>0.2V）時，一般仍可以用標準電極電勢來判斷氧化還原反應進行的方向，結論仍符合實際。 
　　【實驗設計】 
　　儀器： 
　　鐵架臺（帶鐵圈）、燒瓶（帶雙孔塞）1只，分液漏斗（2只）、廣口瓶（配雙孔塞）4個； 
　　具支管錐形瓶（配雙孔塞）、玻璃導管，橡皮管，止水夾（3只）； 
　　250ml燒杯（4個）、100量筒（1個）、托盤天平、藥匙、濾紙、備用小燒杯、膠頭滴管。 
　　藥品： 
　　KMnO4固體、FeS、 
　　濃鹽酸、稀硫酸、0.5mol/L氫氧化鈉溶液、0.1mol/L硫酸銅溶液、飽和食鹽水、蒸餾水、氯化鋇溶液。 
　　實驗裝置圖： 
　　實驗現象：在裝有100ml蒸餾水的具支管錐形瓶中先產生了黃色沉淀，隨著氯氣的繼續通入，溶液逐漸變澄清（如果氯氣通入過量，溶液的顏色會帶有黃綠色；或者還有少許淡黃色沉淀）。取少量反應后的水溶液于小試管中，滴加氯化鋇溶液，立刻生成白色沉淀，從而證明氯氣可以氧化氫硫酸生成硫酸。 
　　相關反應：Cl2+H2S=S↓+2HCl 4Cl2+H2S+4H2O=H2SO4+8HCl 
　　實驗結論：在向氫硫酸中通入氯氣的實驗中，當通入少量氯氣時，產生淡黃色的沉淀，且隨著通入氯氣的量而逐漸增大；當通入過量的氯氣后，沉淀逐漸消失，得到澄清的溶液。 
　　當改用硫化鈉溶液再進行實驗時，實驗效果更明顯，取少量反應后的水溶液于小試管中，滴加氯化鋇溶液，立刻生成白色沉淀，從而證明氯氣可以氧化硫化鈉生成硫酸鈉。 
　　【綜合評價】 
　　通過對化學知識的理解和相關化學實驗的設計，可以培養學生探究化學知識的精神，在實驗中鍛煉學生分析問題、解決問題的能力，真正體現了學生為主體的教學思想。在課堂上，學生思維活躍，對培養學生的思維能力及分析問題、探討問題、解決問題的能力都起了很大作用，提高了學生的綜合素質。更為重要的是，使學生在探究的過程中獲得了成就感，激發了他們學習化學的熱情，當然也提高了復習效率。在課堂演示實驗教學中，應當精選實驗，利用現有條件，大膽，改進小實驗，實驗設計，幫助學生在理解的基礎上生動地學習元素和化合物的知識。在實驗教學中，積極開展學生自主動手實驗，加強學生實際的動手操作能力的培養，要求學生在實驗過程中，要嚴肅、認真、規范、熟練；有一定的繪圖技能，以及書寫實驗報告的能力。在課外活動中積極培養學生的能力，努力改進實驗，創設一些簡單易行的小實驗。 
　　在教學中要鍛煉學生解決實際問題的能力。為了激發學生學習的興趣，培養實踐能力，可以讓學生個體參與實驗的整體設計，從而讓學生們通過實驗得到新知識。學生們可以通過“方案設計──嘗試實驗──對比討論”，發現自己對相關知識的理解程度，從而實現對學習過程的主動積極參與，提高對知識的運用能力；更重要的是學生通過親自設計和實驗，體會到在科學研究中有價值的實驗、實踐的方法，為今后自主性、創造性的發展奠定基礎。采用此教學模式，教學效果如何，關鍵在于教師對問題的設置。教師應根據具體的教學目標、重點、難點，設計一些探究性實驗并提出富有啟發性的問題，引導學生積極思維。 
　　化學是研究物質的組成、結構、性質、變化以及合成的一門科學，因此化學教學要以實驗為基礎。正如我國化學家傅鷹所說：“化學是實驗的科學，只有實驗才是高法則。”教育是為了促進人的心理發展，使受教育者的潛能得到大程度的發揮。教學是師生的雙邊活動，教師除了教學生學習外，還要教學生學會做人，結合教學進行思想品德教育，培養學生的思維能力和創造精神。在日常的學習中，學生可能會向我們提出不懂的問題，作為教師要有謙和的態度和正確的教學觀點，敢于探索，肯于鉆研，勇于改革，從而促使學生積極、健康的發展，培養他們的個性思維、創造思維，真正實現素質教育的目標！