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青岛科技大学“朗盛杯”化学趣味实验设计方案
酸雨危害模拟实验
作者:边辉
摘要
我国酸雨主要是由大量燃烧含硫量高的煤形成的,多为硫酸雨,其主要成分为硫酸!,以清水代表纯净雨水,设计对照实验观察他们与金属、大理石、植物、丝织物发生反应时的现象!通过对比两者现象的明显差别,得出结论,从而让人们了解到酸雨的危害,进一步唤起人们的环保意识!
【设计意图】或【生活现象】
大气中的SO2分为天然与人为两大来源,其中天然部分属于全球分布,易被大气稀释并净化,而近些年来,人为排放的SO2却以惊人速度增加。由此引发的大气污染,酸雨污染是非常严重的,对我们的生活产生极大影响!因此,如何防治便成为一项课题。而如今最重要的应该是让人们意识到酸雨的危害,从而采取措施。
我国肿瘤高发区多集中于工业城市,且城市高于农村,并有逐年增高的趋势!国内外研究表明,80%—90% 肿瘤有环境化学因素引起,大气污染与肺癌成正相关。
在工业区,受酸雨危害也十分严重。自1975年以来,四川峨眉山上冷杉发生严重衰亡,其中金顶地区成片死亡,%。酸雨对建筑物的腐蚀也相当严重,,仅维护费用每年达数十万元。
不仅是我国,同样是发达国家的美国,也存在着非常严重的酸雨危害。1980年中期,NAPAP对全美地表水进行了调查。结果发现酸雨是全国75%得酸化湖泊和50%的酸性河流酸化的主要因素(NAPAP,1991)。其中,中亚特兰大海滨平原的500多条河流和中亚特兰大高地的1000多条河流是长期的。在南方一些河流和湖泊中,酸化已经威胁到生命力最强的物种,例如小鲑鱼。
【实验原理】
我国酸雨多为硫酸雨,硫酸雨的形成是因大量燃烧含硫煤形成的SO2不经任何处理直接排入大气中引起的。SO2遇到雨水发生化学反应生成亚硫酸,亚硫酸再被氧气进一步氧化为硫酸,从而形成硫酸雨!SO
2也可以形成硫酸干沉降,直接对接触物质造成危害。
整个过程中的化学反应式如下:
S+O2=SO2
SO2+H2O=H2SO3
2H2SO3+O2=2H2SO4
由于酸雨中含有游离的氢离子,所以它对金属、大理石、建筑物中的碳酸盐具有腐蚀作用。酸雨中的氢离子浓度较低,故一场酸雨的作用不是很明显,但如果这一地区长年有酸雨,则它对上述物质的腐蚀作用是可想而知的!
化学反应方程:
2H++CaCO3=Ca2++H2O+CO2
M+2H+=M2++H2 (M代表金属)
酸雨会直接破坏植物细胞,影响植物生长!当降水 pH 值小于 时,可对植物叶片造成直接的损害,使叶片失绿变黄并开始脱落。叶片与酸雨接触的时间越长,受到的损害越严重。
酸雨也会使有机物发生分解反应,从而破坏布料结构,影响其质量。
【实验用品】
(1)实验仪器:烧坏、500ml量筒、50ml量筒、500ml试剂瓶、电炉、玻璃棒
(2)实验试剂:浓硫酸、新鲜青草、镁条、大理石、碎布片、清水
【实验操作】

量取30ml 98%的浓硫酸,沿烧杯壁倒入水中,并不断搅拌,稀释至500ml。

取两个烧杯A、B,A中加入清水,B中加入稀硫酸,分别向其中加入相同的镁条,观察现象并记录。
3. 对照验证稀硫酸对草叶的影响
取两个烧杯C、D,C中加入清水,D中加入稀硫酸,分别向其中加入相同的草叶,观察现象并记录。
4. 对照验证稀硫酸对丝织物的影响
取两个烧杯E、F,E中加入清水,F中加入稀硫酸,分别向其中加入相同的碎布片,观察现象并记录,若现象不明显则加热。
5. 对照验证稀硫酸对大理石的影响
取两个烧杯G、H,G中加入清水,H中加入稀硫酸,分别向其中加入相同的大理石,观察现象并记录。
【实验现象】
进行实验后,得出结论记录下表
表1:实验现象及实验结论记录
实验次序
实验项目
编号
现象
结论
1
稀硫酸对镁的影响
A
B
2
稀硫酸对草叶的影响
C
D
3
稀硫酸对丝织物的影响
E
F
4
稀硫酸对大理石影响
G
H
【注意事项】
,由于其腐蚀性极大,所以注意操作一定要规范,在量取的时候不要发生意外。另外,配制稀硫酸的顺序为“酸入水”,并不断搅拌散热。本次试验为探究实验,对浓度没有精确要求,大致即可。
,大理石腐蚀现象明显,当与草叶和丝织物反应时可适当增加浓度或加热。
【附件材料】
参考文献
[1] . Benkovic 二氧化硫排放交易—美国的经验与中国