2020年高中化學新教材同步必修第二冊 研究與實踐 測定雨水的pH

研究與實踐測定雨水的pH研究目的酸雨對環(huán)境危害巨大，人們已經(jīng)采取多種措施來防治酸雨。通過以下活動了解測定雨水pH的方法，認識酸雨的危害，激發(fā)保護環(huán)境的緊迫感。材料閱讀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。常溫下二氧化硫溶于水生成亞硫酸，其酸性強于碳酸。材料二酸雨的形成酸雨形成是一種復雜的大氣化學和物理現(xiàn)象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。造成酸雨的罪魁禍首是由于化石燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、工業(yè)加工和礦石冶煉過程產(chǎn)生的二氧化硫轉(zhuǎn)化而成的。其形成的化學反應可以隨雨雪的形成或降落而發(fā)生，也可以在空氣中發(fā)生反應被降水吸收形成酸雨，可以是當?shù)嘏欧诺?，也可以是從遠處遷移來的。煤和石油燃燒以及金屬冶煉等釋放到大氣中的SO2通過氣相或液相反應生成硫酸。高溫燃燒生成一氧化氮(NO)，排入大氣后大部分轉(zhuǎn)化為二氧化氮(NO2)，遇水生成硝酸和亞硝酸。概括起來，酸雨的形成必須具備以下幾個條件：可產(chǎn)生污染源；有利的氣候條件，使其發(fā)生反應和變化；大氣中的堿性物質(zhì)濃度較低，對酸性降水的緩沖能力很弱；容易受到酸雨影響或損害的接受體。材料三酸雨的危害進害有：(1)酸雨可導致土壤酸化。(2)酸雨能誘發(fā)植物病蟲害，使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，導致蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量下降。(3)酸雨能使非金屬建筑材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導致強度降低，從而損壞建筑物。實驗器材pH試紙，標準比色卡，pH計，收集的雨水，自來水，燒杯，玻璃棒實驗步驟(1)分別收集甲、乙兩地剛下雨和下雨快結束時的雨水備用(2)用pH試紙粗略測定雨水的pH用玻璃棒蘸取收集的雨水并涂在pH試紙上，觀察試紙顏色的變化，并與標準比色卡對比，記錄數(shù)據(jù)。(3)精確測定收集的雨水放置過程中pH的變化將收集的雨水倒入燒杯，把pH計的電極端浸入燒杯內(nèi)，讀取pH計所顯示的示數(shù)，用水清洗玻璃電極，重復3次，求其平均值。雨樣剛開始下雨時雨樣的pH雨快結束時雨樣的pH時間/小時02460246測試點甲5.224.914.734.725.365.084.924.90測試點乙4.814.624.534.525.064.874.644.62結論與討論(1)通過上述數(shù)據(jù)判斷此次降雨甲、乙兩地是否為酸雨，哪個地區(qū)酸雨更嚴重。(2)分析放置過程中雨水pH變化的原因。(3)分析開始下雨，和雨快結束時pH不同的原因。答案(1)均為酸雨，乙更嚴重。因為兩地pH均小于5.6，乙地pH更小。(2)酸雨的酸性隨放置時間的增長而增強。(SO2＋H2O=H2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4)(3)雨快結束時收集的雨水pH略大于剛開始下雨時收集的雨水pH。因為剛開始下雨時會溶解較多也相應較大。理解應用1.如圖為某城市某日空氣質(zhì)量報告內(nèi)容。(1)該日空氣首要污染物是什么？對人體健康是否有影響？(2)該日空氣質(zhì)量屬于哪個等級？(3)該市的污染物NO2、CO主要來源于哪里？主要的危害有哪些？(4)該市SO2的指數(shù)很小，他們是如何減少燃煤中SO2的排放的？答案(1)PM10；PM10會影響人體健康。(2)該日空氣質(zhì)量指數(shù)為79，空氣質(zhì)量等級屬于良。(3)機動車尾氣中含有NO2、CO；NO2、CO直接影響人體健康，會引起光化學煙霧、酸雨等。(4)向燃煤中加入石灰石或生石灰。解析(1)首要污染物是指污染最重的污染物，根據(jù)空氣質(zhì)量報告，PM10數(shù)值最大，所以該日空氣首要污染物是PM10；PM10指的是環(huán)境空氣中塵埃在10微米以下的顆粒物，PM10會影響人體健康。(2)該日空氣質(zhì)量指數(shù)為79，空氣質(zhì)量等級屬于良。(3)機動車尾氣中含有NO2、CO；NO2、CO直接影響人體健康，會引起光化學煙霧、酸雨等。(4)向燃煤中加入石灰石或生石灰可以有效控制SO2的排放。2.某地區(qū)經(jīng)常有酸雨降落，為粗略測定空氣中SO2的含量，某學習小組設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗。資料①室溫下，碘的溶解度為0.029g。②我國空氣質(zhì)量標準中SO2濃度限值(mg·m－3)如表。一級標準二級標準三級標準≤0.15≤0.50≤0.70③SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI。實驗步驟①檢查裝置氣密性。②向C裝置中加入1.0mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為1.27×10－6g·mL－1的碘水(ρ≈1.0g·mL－1)，滴入2～3滴淀粉溶液。③打開彈簧夾________(填“a”或“b”)，關閉另一個彈簧夾，抽拉注射器吸取500mL空氣，再開、閉相應彈簧夾，緩緩推氣體進入C裝置，重復上述操作多次。當C中溶液顏色________時，停止推動注射器的活塞。④實驗數(shù)據(jù)處理。(1)完善步驟③的內(nèi)容。(2)如何檢查裝置氣密性？(3)實驗時，C裝置中原有蒸餾水對實驗有無影響？(4)實驗中哪些因素會使測定結果偏低？(5)可以采用什么試劑代替C裝置中碘的淀粉溶液？(6)該小組在同一地點進行了3次實驗，推動活塞次數(shù)記錄如表(每次抽氣為500mL)。進行3次實驗的目的是什么？實驗序號123推動次數(shù)192021答案(1)b由藍色變成無色(2)關閉彈簧夾b，打開彈簧夾a，將注射器活塞從右向左推，如果A中得到水的體積等于注射器活塞推動的體積，說明裝置的氣密性良好。(3)無影響。(4)推動注射器活塞速率太快、抽取空氣時，未抽滿500mL(答案合理即可)。(5)酸性KMnO4溶液、溴水