第五章 研究与实践1 测定雨水的pH

1、研究与实践1测定雨水的pH【研究目的】酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。【材料阅读】材料一酸雨的概念酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，其酸度可能高出正常雨水100倍以上。常温下二氧化硫溶于水生成亚硫酸，其酸性强于碳酸。材料二酸雨的形成酸雨形成是一种复杂的大气化学和物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。造成酸雨的罪魁祸首是由于化石燃料燃烧所产生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、工业加工和矿石冶炼过程产生的二氧化硫转化而成的。其形成的化学反应

2、可以随雨雪的形成或降落而发生，也可以在空气中发生反应被降水吸收形成酸雨，可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的SO2通过气相或液相反应生成硫酸。高温燃烧生成一氧化氮(NO)，排入大气后大部分转化为二氧化氮(NO2)，遇水生成硝酸和亚硝酸。概括起来，酸雨的形成必须具备以下几个条件：可产生污染源；有利的气候条件，使其发生反应和变化；大气中的碱性物质浓度较低，对酸性降水的缓冲能力很弱；容易受到酸雨影响或损害的接受体。材料三酸雨的危害近年来，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多，酸雨的问题越来越突出。主要的危害有：(1)酸雨可导致土壤酸化。(2)酸雨能诱发

3、植物病虫害，使农作物大幅度减产。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。(3)酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而损坏建筑物。材料四酸雨的预防和治理方法目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：(1)原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%60%的无机硫。(2)优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。(3)改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。(4)对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85%90%的二

4、氧化硫气体。(5)开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等。【实验器材】pH试纸，标准比色卡，pH计，收集的雨水，自来水，烧杯，玻璃棒【实验步骤】(1)分别收集甲、乙两地刚下雨和下雨快结束时的雨水备用(2)用pH试纸粗略测定雨水的pH用玻璃棒蘸取收集的雨水并涂在pH试纸上，观察试纸颜色的变化，并与标准比色卡对比，记录数据。(3)精确测定收集的雨水放置过程中pH的变化将收集的雨水倒入烧杯，把pH计的电极端浸入烧杯内，读取pH计所显示的示数，用水清洗玻璃电极，重复3次，求其平均值。雨样刚开始下雨时雨样的pH雨快结束时雨样的pH时间/小时02460246测试点甲5.224.914.734.725.

5、365.084.924.90测试点乙4.814.624.534.525.064.874.644.62【思考提升】(1)通过上述数据判断此次降雨甲、乙两地是否为酸雨，哪个地区酸雨更严重。(2)分析放置过程中雨水pH变化的原因。答案均为酸雨，乙更严重。因为两地雨水pH均小于5.6，乙地pH更小。(3)分析开始下雨和雨快结束时pH不同的原因。答案雨快结束时收集的雨水pH略大于刚开始下雨时收集的雨水pH。因为刚开始下雨时会溶解较多的二氧化硫，二氧化硫与水反应产生的亚硫酸浓度较大，电离出的氢离子浓度也相应较大。1.如图为某城市某日空气质量报告内容。(1)该日空气首要污染物是什么？对人体健康是否有影响？答

6、案PM10；PM10会影响人体健康。理解应用解析首要污染物是指污染最重的污染物，根据空气质量报告，PM10数值最大，所以该日空气首要污染物是PM10；PM10指的是环境空气中尘埃在10 m以下的颗粒物，PM10会影响人体健康。(2)该日空气质量属于哪个等级？(3)该市的污染物NO2、CO主要来源于哪里？主要的危害有哪些？答案该日空气质量指数为79，空气质量等级属于良。答案机动车尾气中含有NO2、CO；NO2、CO直接影响人体健康，会引起光化学烟雾、酸雨等。解析该日空气质量指数为79，空气质量等级属于良。解析机动车尾气中含有NO2、CO；NO2、CO直接影响人体健康，会引起光化学烟雾、酸雨等。(

7、4)该市SO2的指数很小，他们是如何减少燃煤中SO2的排放的？答案向燃煤中加入石灰石或生石灰。解析向燃煤中加入石灰石或生石灰可以有效控制SO2的排放。2.某地区经常有酸雨降落，为粗略测定空气中SO2的含量，某学习小组设计了如图所示的实验装置进行实验。【资料】室温下，碘的溶解度为0.029 g。我国空气质量标准中SO2浓度限值(mgm3)如表。一级标准二级标准三级标准0.150.500.70SO2I22H2O=H2SO42HI。检查装置气密性。向C装置中加入1.0 mL溶质质量分数为1.27106gmL1的碘水(1.0 gmL1)，滴入23滴淀粉溶液。打开弹簧夹_(填“a”或“b”)，关闭另一个

8、弹簧夹，抽拉注射器吸取500 mL空气，再开、闭相应弹簧夹，缓缓将气体推入C装置，重复上述操作多次。当C中溶液颜色_时，停止推动注射器的活塞。实验数据处理。【实验步骤】(2)如何检查装置气密性？(1)完善步骤的内容。答案b由蓝色变成无色答案关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，将注射器活塞从右向左推，如果A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积，说明装置的气密性良好。答案无影响。(3)实验时，C装置中原有蒸馏水对实验有无影响？(4)实验中哪些因素会使测定结果偏低？答案推动注射器活塞速率太快或抽取空气时，未抽满500 mL(答案合理即可)。答案酸性KMnO4溶液、溴水(答案合理即可)。(5)可以采用什么试剂代替C装置中碘的淀粉溶液？解析推动注射器活塞速率太快，会导致二氧化硫不能完全反应，从而导致计算的结果偏低；抽取空气时，未抽满500 mL，会导致计算的二氧化硫质量偏小，从而导致计算的结果偏低。解析二氧化硫能使酸性KMnO4