酸性气体的测定及验证二氧化硫的存在

1、 酸性气体的测定及验证二氧化硫的存在 广东省南海市九江镇中学 麦洁卿 邮编：528203问题提出空气中的酸性气体除了占空气体积0.03%的二氧化碳之外，废气中的酸性气体主要是由含氮、硫燃料（煤和石油）燃烧和金属冶炼厂、汽车等排放出来的氮硫氧化物为主（主要是SO2、NO2、CO）,下雨或下雪时能与水反应形成酸雨。酸雨是指PH值小于5.6的雨、雪等各种形式的大气降水。酸雨对农作物生产、人类的生存环境危害极大，减少二氧化硫等污染物的排放，对环境保护是非常重要。，因此，要让学生认识酸性气体对环境所带来的影响。 活动目标 1、利用现代信息技术培养学生查阅和搜索资料的能力。 2、了解酸雨对生态环境的影响，

2、增强环保意识。 3、以人为本，培养学习的创新精神和创造能力，敢对课堂内外的实验作出大胆的改革和创新。 活动策略 一、活动方式：社会实践，分组实验，集中学习，分组讨论。 二、活动建议1、 先组织学生学习空气中酸性气体的种类、性质以及利用所学过的知识，思考如何设计实验方案，测定酸性气体的含量及证明空气中存在SO2。2、 查阅有关资料及网站，如绿网和中国环保网等网址：绿网： 酸雨娃娃：3、课时安排：1至2个课时。 活动过程 一、活动准备 1、分组讨论，取样方法及实验装置的设计。 2、仪器及药品准备：广口瓶2个、量筒、大试管4支、带胶塞导气管、集气瓶若干个、铁架台、铁夹、NaOH溶液,、品红溶液、酸性

3、KMnO4溶液、澄清石灰水、水等。3、 安排工作任务，按照不同地区的学生划分小组，为了取样具有普遍性，划分五个地区（鹤巢生态保护区、校园附近、城区住宅区、325国道旁边、沙口工业区），两个交通较繁忙时段（即早上11：30、下午17：00）然后把两次样本空气带回实验室再做实验。 二、活动步骤1、 讨论取样装置让学生讨论收集装置的取用。室外取样与实验室环境不同，如何收集并能安全地带实验室呢？学生通过讨论，结合所学过的知识，得到的方法是多样，如：用集气瓶排水集气法、气囊集气法、注射器抽取气体法等。集气瓶 气囊 注射器 为了处理数据方便，同学们一致认为取用250ml的集气瓶较为理想。 2、 粗略测定空

4、气中酸性气体的含量图1按图装置将取得的气体进行实验，图1是装有样本气体的集气瓶，加入带分液漏斗的双孔胶塞。往分液漏斗加水，把收集到的被测气体排放出来。A装置NaOH溶液的作用是吸收空气中的酸性气体；装置C的作用是通过排水量来测定空气中非酸性气体的体积。若酸性气体中含有二氧化硫，则A装置中发生的化学方程式：SO2 +2NaOH=Na2SO3+H2O 。再根据下式 一般空气中含二氧化碳约占0.03%,数据处理如下: 地 区气体样本(毫升)C装置读数（毫升）酸性气体总含量废气中酸性气体含量鹤巢生态保护区250249.50.2%0.17%校园附近250249.30.28%0.25%城区住宅区25024

5、8.80.48%0.45%325国道旁边2502480.8%0.77%沙口工业区250247.51%0.97%根据测定结果和大气污染的三个方面（燃料燃烧、工业生产、机动车尾气）提出同学们的设想，让他们讨论，比如，提高燃料质量、推广绿色交通、改善能源结构等等，鼓励学生在课后再收集有关资料，阅读科技论文，研究对策，写成小论文，传达环保信息，做环境小卫士。3、 验证废气酸性气体含有二氧化硫空气中的酸性气体除了二氧化碳之外，大多是氮、硫的氧化物。其中SO2较为常见，SO2不但能与水反应生成H2SO3，还能在空气中尘埃的催化作用和太阳光的照射下转变成SO3， （SO3+H2O=H2SO4）再与水反应生成

6、酸性更强的硫酸。因此，同学们都想验证刚收集回来的样本气体是否含二氧化硫。 教师引导学生阅读有关资料：已知SO2能使红色的品红溶液退色，而CO2不具有这种性质；SO2能被酸性KMnO4溶液吸收而除去，而CO2不能被酸性KMnO4溶液吸收。如下图：样本空气通入 D 澄清石灰水 装置A品红溶液若退色,则说明含有SO2气体。为进一步证明CO2不被品红溶液吸收，把样本空气依次通入A、B、C、D装置，最后装置D 澄清石灰水是否变浑浊，就让学生通过实验去验证。二氧化硫气体对金属材料、房屋建筑、棉纺化纤织品、皮革纸张等制品容易引起腐蚀、剥落、褪色而损坏。还可使植物叶片变黄甚至枯死。国家环境质量标准规定， 居住

7、区日平均浓度低于0.15毫克/立方米，年平均浓度低于0.06毫克/立方米。因而，提出下列问题，让学生思考：1、如何减少二氧化硫对大气的污染？ 2、为解决能源问题，急须研究什么课题？ 减少二氧化硫对大气的污染，可通过减少使用煤燃烧、取用脱硫技术、开发新能源等，例如，太阳能、氢能、核能、风能、水能等等。其中，氢能是一种理想高能无污染源料，我国水力资源比较丰富，可利用水电解制取氢气，但如何解决电能问题，可结合书本知识，让学生讨论。 通过学习与实践，学生不仅学会酸性气体的知识、实验装置的设计、SO2与CO2性质上的区别，而且能拓宽知识面、增强实践能力、学会团结协作，增进彼此间的友谊。三、注意事项1、校

8、外实践应要征得家长的同意与支持，还要对学生进行交通等安全教育。2、实验时，应提供各种可能会使用到的仪器，还可多放几种，让学生多作尝试，多问几个为什么？3、初中学生所学知识有限，教师要作适当引导，但同时要发挥学生主体性，开动脑筋，培养创新思维。活动评价1、实践过程中是否团结协作，在规定时间内完成任务。2、学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力是否得到提高。3、实验结果与实际是否相符，找出问题所在，能否提出解决问题的方法。背景资料 一、酸雨的定义酸雨，顾名思义，雨是酸的。其正确的名称应为酸性沉降，它可分为湿沉降与干沉降两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水

9、型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。在化学上定义水之pH(酸碱)值等于七为中性，小于则是酸性。自然大气中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解于雨水中并达到气液相平衡后，雨水之酸碱值约为 5.6，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其它致酸的物质，例如，火山爆发所喷出的硫化氢，海洋所释放出的二甲基硫，高空闪电所导致之氮氧化物等，均会使雨水进一步酸化，而酸碱值会降至 5.0 左右。因此，在 1980 年代后期以来，许多国内外（包含环保署研究报告）研究者，已将所谓酸雨认知为当雨水酸碱值在 5.0 以下时，即确定受到人为酸性污染物的影响。因此

10、，在环保署研究报告中，已统一雨水酸碱值达 5.0以下时，正式定义为酸雨。例如，若以环保署台北酸雨监测站 1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为准，显示约九成降水天数的雨水pH值在 5.6 以下，而酸雨发生机率则为七成五左右。 二、酸雨对人类健康的影响酸污染对人类最严重的副作用就是呼吸方面的问题。二氧化硫和二氧化氮的射出物会引起呼吸方面的问题，例如哮喘、干咳、头痛、和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。对人类而言，酸雨的一个间接影响就是溶解在水中的有毒金属被水果，菜蔬和动物的组织吸收。虽然这些有毒金属不直接影响这些动物，但是吃下这些动物却对人类的产生严重影响。例如，累积在动物器官和组织中的汞与脑损伤和神经混乱有关联的。同样地，在动物器官中的另一种金属，铝，与肾脏的问题有关，近来也被怀疑与老年痴呆症的疾病有关。三、酸雨对森林和土壤的危害酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。硫酸随着降雨落到地球而造成严重损害,土壤中的养分也会流失,因此树木会因为维持生命所必须的钙和镁的流失而枯死。并非所有的二氧化硫都会转变