《测定雨水的pH》化学与可持续发展PPT
第一部分内容：【材料阅读】
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、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为向大气中排放大量酸性物质所造成的。
材料二:酸雨类型
酸雨中的阴离子主要是硝酸根离子和硫酸根离子,通过硫酸根离子和硝酸根离子的浓度比值将酸雨的类型分为三类,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,可以根据一个地方的酸雨类型来初步判断酸雨的主要影响因素。
材料三:酸雨的危害
十多年来,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。
土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收形态的铝化合物。植物长期和过量吸收铝,会中毒,甚至死亡。
(2)酸雨能诱发植物病虫害,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。
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测定雨水的pHPPT，第二部分内容：【思考提升】
1.用pH试纸测定酸雨的pH的操作是什么?
提示:取一片pH试纸放在洁净的玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取雨水滴在试纸的中央,待颜色不变后与标准比色卡比对,确定pH。
2.现有相同的雨水样品2份,两位同学在不同时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
雨水样品的pH变化的原因是什么?
提示:这是由于雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致:2H2SO3+O2====2H2SO4,使溶液的氢离子浓度增大。
3.用化学方程式描述硫酸型酸雨的形成过程。
提示:含有硫的煤(用S代替)→SO2→H2SO3→H2SO4
①S+O2 SO2,②SO2+H2O====H2SO3,③2H2SO3+O2====2H2SO4。
4.用化学方程式描述硝酸型酸雨的形成过程。
提示:2NO+O2====2NO2,3NO2+H2O====2HNO3+NO。
5.材料三(1)中发生的离子反应是什么?
提示:Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O。
6.通过上面的分析你能提出哪些酸雨的防治措施?
提示:①开发新能源,如氢能、太阳能、水能、潮汐能、地热能等。
②使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫排放。
③工业生产排放气体处理达标后再排放。
④少开车,多乘坐公共交通工具出行。
⑤使用天然气等较清洁能源,少用煤。
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测定雨水的pHPPT，第三部分内容：【迁移应用】
中国气象局气候变化中心发布《中国气候变化蓝皮书(2019)》。报告指出,1992～2018年,中国酸雨总体呈减弱、减少趋势;2018年,全国平均降水pH为5.90,全国平均酸雨和强酸雨频率均为1992年以来的最低值。
酸雨与工业化的快速发展及化石燃料的大量使用有关。某工业烟气中含有CO、CO2、N2、SO2等气体,用Na2SO3溶液吸收并回收SO2的过程如下图所示。
(1)SO2的浓度:Ⅰ________Ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)在这个过程中可以循环使用的物质是________。
(3)上述吸收过程中主要反应的化学方程式是________。
(4)解吸过程需要加热,在这个过程中常伴有少量 产生。
【解析】(1)(2)烟气中含有CO、CO2、N2、SO2等气体,通过亚硫酸钠吸收二氧化硫,因此富集了二氧化硫,亚硫酸氢钠受热易分解,生成二氧化硫、水和亚硫酸钠,因此SO2的浓度:Ⅰ<Ⅱ,可以循环使用的是Na2SO3;
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测定雨水的pHPPT，第四部分内容：【补偿训练】
某校化学兴趣小组的学生,分成两组对酸雨及空气中二氧化硫的含量进行了测定。
第一组,取刚降到地面的酸雨水样,进行了如下实验:
①将一片红色的玫瑰花瓣浸在一份水样中;
②向雨水试样中滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成;
(1)一段时间后,观察到玫瑰花瓣红色变浅,原因是________________________。
(2)生成白色沉淀的离子方程式是______________________________ 。
第二组,拟用如图装置定量分析空气中SO2的含量:
(3)通入空气前应进行的实验操作是___________________________________;酸性KMnO4溶液中导管末端做成球状多孔结构的作用是__。
(4)已知:5SO2+2 +2H2O====5 +2Mn2++4H+。随着空气的不断通入,酸性高锰酸钾溶液颜色逐渐变浅直至褪色,说明SO2具有________________性。
(5)若实验中气体流速为a L·min-1,酸性KMnO4溶液的体积为b L,其浓度为c mol·L-1,从气体通入到紫色恰好褪去,用时5 min,则空气中二氧化硫的含量为________g·L-1。
【解析】(1)玫瑰花瓣颜色变浅,则酸雨中存在漂白物质,即酸雨中的SO2有漂白作用。
(2)酸雨中含有硫酸,可以与钡离子结合生成沉淀。
(3)有气体参与的体系应先进行气密性检查;多孔结构表面积增大,使SO2尽可能地与高锰酸钾反应,有利于SO2的充分吸收。
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测定雨水的pHPPT，第五部分内容：【核心整合】
1.氮及其化合物的转化
2.主干知识梳理
(1)“雷雨发庄稼”涉及反应原理:
① N2+O2 2NO ②2NO+O2====2NO2
③ 3NO2+H2O====2HNO3+NO
(2)氨的工业制法:N2+3H2 2NH3
(3)氨的实验室制法:
① 原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
② 装置:与用KMnO4制O2相同
③ 收集方法:向下排空气法
④ 检验方法:
a.用湿润的红色石蕊试纸检验,会变蓝色。
b.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口,有大量白烟产生。发生反应的化学方程式为NH3+HCl====NH4Cl。
⑤ 干燥方法:可用碱石灰或氧化钙、氢氧化钠,不能用浓硫酸。
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测定雨水的pHPPT，第五部分内容：【素养迁移】
1.已知氨气不溶于有机物,如CCl4。下列关于氨气的说法正确的是( )
A.氨可以用浓硫酸干燥
B.氨溶于水显弱碱性,因此氨气可使湿润的酚酞试纸变蓝
C.氨本身没有毒,故发生液氨大量泄漏时,人们也不必采取任何防范措施
D.吸收NH3可用如图所示的装置防止倒吸
【解析】选D。氨属于碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥;湿润的酚酞试纸遇NH3会变红;虽然氨气并不能称为有毒气体,但由于氨气的溶解度极高,且极易挥发,所以常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上,从而产生刺激和炎症,故发生液氨大量泄漏时,人们必须采取一定的防范措施,如根据氨的密度小的特征,可以向地势低、逆风的方向跑离事故区,故A、B、C三项都错误。四氯化碳是一种油状液体,氨气不溶解于其中,这样就防止了倒吸,D项正确。
2.下列现象或事实不能用同一原理解释的是( )
A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B.硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
D.SO2和Na2SO3溶液都能使氯水褪色
【解析】选C。浓硝酸见光易分解,要存放在棕色试剂瓶中;氯水见光会分解,应盛放在棕色试剂瓶中,能用同一原理解释,A不符合题意。硫化钠具有还原性,易被空气中的氧气氧化而变质;亚硫酸钠具有还原性,易被空气中的氧气氧化而变质,能用同一原理解释,B不符合题意。常温下铁遇浓硝酸发生钝化;铂的活泼性较弱,与浓硝酸不反应,不能用同一原理解释,C符合题意。SO2具有还原性,能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色;Na2SO3具有还原性,能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色,能用同一原理解释,D不符合题意。
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