摘 要：针对华师大版初中科学教材中硫粉和铁粉反应的演示实验易导致发生副反应、生成物污染空气的问题，重新设计了实验，新实验基本无污染，现象直观明了，成功率也大幅提升。
　　关键词：硫粉；铁粉；实验改进；微型装置
　　所谓微型化学实验，是20世纪80年代首先从美国发展起来的一种化学实验方法。它是指“以微小量的试剂，在微型化的仪器装置中進行的化学实验”。利用微型化学实验装置实验，操作简单，组装安全，也大大降低实验过程的危险性和对环境的污染。
　　硫单质的化学性质较活泼，能与多种金属、非金属等反应。硫粉与铁粉反应，这个实验简单，现象也很明显。华师大版初中科学教材中两次出现了硫粉和铁粉的实验，一次是八年级上册第六章第3节《物质的分类》有关“化合物与混合物的区别”，另一次是九年级上册第一章第2节《化合反应和分解反应》的演示实验“硫粉与铁粉混合加热”。两次实验都是在坩埚中或石棉网上加热进行，且敞口于空气中，发生的副反应生成的SO2气体有刺激性气味也有毒性，直接扩散到空气中，造成教学环境污染，影响师生健康。从环境保护的角度来考虑，本实验不适宜于室内进行。故此，笔者在教学过程中对该实验进行改进，作了如下设计：
　　一、 设计理念
　　笔者在设计硫粉与铁粉反应实验时，重点突出了以下几点：一是便于课堂演示，易于观察实验现象；二是力求取材容易，装置简单，易于制作；三是可吸收有害气体二氧化硫，做到无空气污染；四是必须是一个完整的全封闭装置且可自动调节装置内的气压大小。
　　二、 实验原理
　　（一） 铁与硫的反应
　　在加热条件下铁粉与硫粉的混合物（质量比：2∶1）发生反应，生成黑色的硫化亚铁，其方程式为：Fe S△FeS。
　　（二） 二氧化硫的吸收
　　在铁与硫的反应过程中，有一部分硫要与空气中的氧气发生反应，生成副产物二氧化硫。二氧化硫是具有较强刺激性气味的有毒气体，必须设法消除其对环境的污染。利用氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫，使其生成无毒的亚硫酸钠和水，其方程式为：SO2 2NaOHNa2SO3 H2O。
　　三、 实验材料
　　铁架台1个，铁夹1个，气球1只，细线若干，酒精灯1盏，5号橡胶塞1个，条形磁铁1根，研钵1个、研杵一根，燃烧匙1个，石棉网，铁粉，硫粉，火柴，10%氢氧化钠溶液。
　　四、 实验装置图
　　五、 实验步骤
　　1. 用电子天平称量1.6g铁粉和0.8g硫粉，将二者研细混合均匀置于一张白纸上。用条形磁铁的一端隔着白纸靠近时，可观察到混合物内的铁粉全部被吸附在条形磁铁的端面上。
　　2. 撤去条形磁铁，再次将称出的铁粉硫粉混合均匀放入长柄玻璃管的中心，左端管口塞上橡胶塞，按图所示固定在铁架台上。
　　3. 将氢氧化钠溶液从V形玻璃管的右端加入，至刚好液封为止，再在右端管口套上一只气球，然后将其用细线系紧。
　　4. 用酒精灯加热铁粉、硫粉的混合物，待混合物呈红热状态，立即移开酒精灯。观察到混合物剧烈反应，并产生气体，生成的气体迅速通入氢氧化钠溶液中被吸收。
　　5. 反应完毕，当生成的块状固体冷却至室温后，用手轻捏气球使未被吸收的气体再次通入氢氧化钠溶液中，使其完全被吸收。
　　6. 生成物的检验
　　待生成的气体完全被吸收后，取下橡胶塞，用燃烧匙（或长柄药匙）轻轻地取出生成物，将反应生成的黑色固体放在石棉网上轻轻敲碎，再放入研钵内，用研杵将其研碎后放在同一张白纸的另一端，用条形磁铁的一端仍隔着白纸靠近时，没有固体颗粒被吸附到条形磁铁的端面上，由此说明，铁粉与硫粉已经完全反应，生成了黑色的硫化亚铁。
　　7. 生成物的处理
　　实验结束后，将黑色的硫化亚铁残渣放入指定容器，将V形玻璃管内的液体倒入空烧杯内，待做进一步的处理，以防造成污染。
　　六、 注意事项
　　1. 理论上硫粉与铁粉物质的量之比为4∶7（质量比 32∶56），但这并不是最佳的实验用量配比。事实证明，要达到最好的演示效果，铁粉应略微过量，即硫粉和铁粉的质量比为1∶2，不但演示成功率高，也大大减少了反应产生二氧化硫气体污染的可能性。
　　2. 反应物都应是干燥的，铁粉最好是还原铁粉。
　　3. 把生成物（FeS）研碎，可能还有少量粉末会被磁铁吸引，其原因是一部分FeS粉末里可能还含有少量未与硫粉反应剩余的铁粉。
　　七、 改进实验的优点
　　该实验反应是在一套自制的密闭微型装置中进行的。实验装置取材容易，操作简单，现象更明显，无空气污染，将一个污染严重的化学实验变成了一个环保的绿色化学实验。此外，本实验应用了微型化学实验装置，药品用量少，节约时间，不仅适合演示实验也可以用于分组实验，增强学生从实验中学习化学的实效性。
　　作者简介：
　　周三英，浙江省宁波市，浙江省宁波市江北区绿梅中学。