《測定雨水的pH》化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展PPT
第一部分內(nèi)容：【材料閱讀】
材料一:酸雨
酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落過程中,吸收并溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質(zhì),形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人為向大氣中排放大量酸性物質(zhì)所造成的。
材料二:酸雨類型
酸雨中的陰離子主要是硝酸根離子和硫酸根離子,通過硫酸根離子和硝酸根離子的濃度比值將酸雨的類型分為三類,如下:
(1)硫酸型或燃煤型:硫酸根/硝酸根≥3
(2)混合型:0.5<硫酸根/硝酸根<3
(3)硝酸型或燃油型:硫酸根/硝酸根≤0.5。
由此,可以根據(jù)一個(gè)地方的酸雨類型來初步判斷酸雨的主要影響因素。
材料三:酸雨的危害
十多年來,由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日漸增多,酸雨的問題越來越突出。主要的危害有:
(1)酸雨可導(dǎo)致土壤酸化。
土壤中含有大量鋁的氫氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子,形成植物可吸收形態(tài)的鋁化合物。植物長期和過量吸收鋁,會中毒,甚至死亡。
(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(dǎo)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(dǎo)致強(qiáng)度降低,從而損壞建筑物。
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測定雨水的pHPPT，第二部分內(nèi)容：【思考提升】
1.用pH試紙測定酸雨的pH的操作是什么?
提示:取一片pH試紙放在潔凈的玻璃片上,用潔凈的玻璃棒蘸取雨水滴在試紙的中央,待顏色不變后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比對,確定pH。
2.現(xiàn)有相同的雨水樣品2份,兩位同學(xué)在不同時(shí)間測定該雨水樣品的pH,所得數(shù)據(jù)如下:
雨水樣品的pH變化的原因是什么?
提示:這是由于雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致:2H2SO3+O2====2H2SO4,使溶液的氫離子濃度增大。
3.用化學(xué)方程式描述硫酸型酸雨的形成過程。
提示:含有硫的煤(用S代替)→SO2→H2SO3→H2SO4
①S+O2 SO2,②SO2+H2O====H2SO3,③2H2SO3+O2====2H2SO4。
4.用化學(xué)方程式描述硝酸型酸雨的形成過程。
提示:2NO+O2====2NO2,3NO2+H2O====2HNO3+NO。
5.材料三(1)中發(fā)生的離子反應(yīng)是什么?
提示:Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O。
6.通過上面的分析你能提出哪些酸雨的防治措施?
提示:①開發(fā)新能源,如氫能、太陽能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿取?/p>
②使用燃煤脫硫技術(shù),減少二氧化硫排放。
③工業(yè)生產(chǎn)排放氣體處理達(dá)標(biāo)后再排放。
④少開車,多乘坐公共交通工具出行。
⑤使用天然氣等較清潔能源,少用煤。
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測定雨水的pHPPT，第三部分內(nèi)容：【遷移應(yīng)用】
中國氣象局氣候變化中心發(fā)布《中國氣候變化藍(lán)皮書(2019)》。報(bào)告指出,1992～2018年,中國酸雨總體呈減弱、減少趨勢;2018年,全國平均降水pH為5.90,全國平均酸雨和強(qiáng)酸雨頻率均為1992年以來的最低值。
酸雨與工業(yè)化的快速發(fā)展及化石燃料的大量使用有關(guān)。某工業(yè)煙氣中含有CO、CO2、N2、SO2等氣體,用Na2SO3溶液吸收并回收SO2的過程如下圖所示。
(1)SO2的濃度:Ⅰ________Ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)在這個(gè)過程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________。
(3)上述吸收過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
(4)解吸過程需要加熱,在這個(gè)過程中常伴有少量 產(chǎn)生。
【解析】(1)(2)煙氣中含有CO、CO2、N2、SO2等氣體,通過亞硫酸鈉吸收二氧化硫,因此富集了二氧化硫,亞硫酸氫鈉受熱易分解,生成二氧化硫、水和亞硫酸鈉,因此SO2的濃度:Ⅰ<Ⅱ,可以循環(huán)使用的是Na2SO3;
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測定雨水的pHPPT，第四部分內(nèi)容：【補(bǔ)償訓(xùn)練】
某�；瘜W(xué)興趣小組的學(xué)生,分成兩組對酸雨及空氣中二氧化硫的含量進(jìn)行了測定。
第一組,取剛降到地面的酸雨水樣,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①將一片紅色的玫瑰花瓣浸在一份水樣中;
②向雨水試樣中滴加氯化鋇溶液,有白色沉淀生成;
(1)一段時(shí)間后,觀察到玫瑰花瓣紅色變淺,原因是________________________。
(2)生成白色沉淀的離子方程式是______________________________ 。
第二組,擬用如圖裝置定量分析空氣中SO2的含量:
(3)通入空氣前應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是___________________________________;酸性KMnO4溶液中導(dǎo)管末端做成球狀多孔結(jié)構(gòu)的作用是__。
(4)已知:5SO2+2 +2H2O====5 +2Mn2++4H+。隨著空氣的不斷通入,酸性高錳酸鉀溶液顏色逐漸變淺直至褪色,說明SO2具有________________性。
(5)若實(shí)驗(yàn)中氣體流速為a L·min-1,酸性KMnO4溶液的體積為b L,其濃度為c mol·L-1,從氣體通入到紫色恰好褪去,用時(shí)5 min,則空氣中二氧化硫的含量為________g·L-1。
【解析】(1)玫瑰花瓣顏色變淺,則酸雨中存在漂白物質(zhì),即酸雨中的SO2有漂白作用。
(2)酸雨中含有硫酸,可以與鋇離子結(jié)合生成沉淀。
(3)有氣體參與的體系應(yīng)先進(jìn)行氣密性檢查;多孔結(jié)構(gòu)表面積增大,使SO2盡可能地與高錳酸鉀反應(yīng),有利于SO2的充分吸收。
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測定雨水的pHPPT，第五部分內(nèi)容：【核心整合】
1.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
2.主干知識梳理
(1)“雷雨發(fā)莊稼”涉及反應(yīng)原理:
① N2+O2 2NO�、�2NO+O2====2NO2
③ 3NO2+H2O====2HNO3+NO
(2)氨的工業(yè)制法:N2+3H2 2NH3
(3)氨的實(shí)驗(yàn)室制法:
① 原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
② 裝置:與用KMnO4制O2相同
③ 收集方法:向下排空氣法
④ 檢驗(yàn)方法:
a.用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),會變藍(lán)色。
b.用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口,有大量白煙產(chǎn)生。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+HCl====NH4Cl。
⑤ 干燥方法:可用堿石灰或氧化鈣、氫氧化鈉,不能用濃硫酸。
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測定雨水的pHPPT，第五部分內(nèi)容：【素養(yǎng)遷移】
1.已知氨氣不溶于有機(jī)物,如CCl4。下列關(guān)于氨氣的說法正確的是( )
A.氨可以用濃硫酸干燥
B.氨溶于水顯弱堿性,因此氨氣可使?jié)駶櫟姆犹嚰堊兯{(lán)
C.氨本身沒有毒,故發(fā)生液氨大量泄漏時(shí),人們也不必采取任何防范措施
D.吸收NH3可用如圖所示的裝置防止倒吸
【解析】選D。氨屬于堿性氣體,不能用酸性干燥劑干燥;濕潤的酚酞試紙遇NH3會變紅;雖然氨氣并不能稱為有毒氣體,但由于氨氣的溶解度極高,且極易揮發(fā),所以常被吸附在皮膚黏膜和眼黏膜上,從而產(chǎn)生刺激和炎癥,故發(fā)生液氨大量泄漏時(shí),人們必須采取一定的防范措施,如根據(jù)氨的密度小的特征,可以向地勢低、逆風(fēng)的方向跑離事故區(qū),故A、B、C三項(xiàng)都錯(cuò)誤。四氯化碳是一種油狀液體,氨氣不溶解于其中,這樣就防止了倒吸,D項(xiàng)正確。
2.下列現(xiàn)象或事實(shí)不能用同一原理解釋的是( )
A.濃硝酸和氯水用棕色試劑瓶保存
B.硫化鈉和亞硫酸鈉固體長期暴露在空氣中變質(zhì)
C.常溫下鐵和鉑都不溶于濃硝酸
D.SO2和Na2SO3溶液都能使氯水褪色
【解析】選C。濃硝酸見光易分解,要存放在棕色試劑瓶中;氯水見光會分解,應(yīng)盛放在棕色試劑瓶中,能用同一原理解釋,A不符合題意。硫化鈉具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì);亞硫酸鈉具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì),能用同一原理解釋,B不符合題意。常溫下鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化;鉑的活潑性較弱,與濃硝酸不反應(yīng),不能用同一原理解釋,C符合題意。SO2具有還原性,能與氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使氯水褪色;Na2SO3具有還原性,能與氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使氯水褪色,能用同一原理解釋,D不符合題意。
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