研究與實踐1測定雨水的pH

第五章化工生產中的重要非金屬元素研究目的酸雨對環境危害巨大，人們已經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，激發保護環境的緊迫感。閱讀材料材料一

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

酸雨的形成酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和物理現象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸，多數情況下以硫酸為主。造成酸雨的罪魁禍首是化石燃料燃燒所產生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、工業加工和礦石冶煉過程產生的二氧化硫轉化而成的。其形成的化學反應可以隨雨雪的形成或降落而發生，也可以在空氣中發生反應被降水吸收形成酸雨，可以是當地排放的，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化為二氧化氮(NO2)，遇水生成硝酸和亞硝酸。材料三

酸雨的危害近年來，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)酸雨可導致土壤酸化。(2)酸雨能誘發植物病蟲害，使農作物大幅度減產。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，導致蛋白質含量和產量下降。(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，出現空洞和裂縫，導致強度降低，從而損壞建筑物。材料四

酸雨的預防和治理措施目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有：(1)原煤脫硫技術，可以除去燃煤中大約40～60%的無機硫。(2)優先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。(3)改進燃煤技術，減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態化燃煤技術是受到各國歡迎的新技術之一。(4)對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中85～90%的二氧化硫氣體。(5)開發新能源，如太陽能、風能、核能、可燃冰等。實驗用品pH試紙、標準比色卡、pH計、收集的雨水、自來水、燒杯、玻璃棒實驗過程(1)分別收集甲、乙兩地剛下雨和雨快下完時的雨水備用(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，記錄數據。(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，讀取pH計所顯示的示數，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雨快下完時雨樣的pH放置時長/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交流研討(1)通過上述數據判斷此次降雨甲、乙兩地是否為酸雨，哪個地區酸雨更嚴重。提示：均為酸雨，乙地更嚴重。因為兩地雨水pH均小于5.6，乙地pH更小。(2)分析放置過程中雨水pH變化的原因。提示：酸雨的酸性隨放置時間的增長而增強，是因為：SO2＋H2O??H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。(3)分析開始下雨和雨快下完時pH不同的原因。提示：雨快下完時收集的雨水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的二氧化硫，二氧化硫與水反應產生的亞硫酸濃度較大，電離出的氫離子濃度也相應較大。應用體驗1．環境污染問題越來越受到人們的關注，造成環境污染的主要原因大多是由于人類生產活動中過度排放有關物質引起的。下列環境問題與所對應的物質不相關的是A．溫室效應——CO2 B．光化學煙霧——NO2C．酸雨——SO2 D．臭氧層破壞——N2√A．CO2屬于溫室氣體，可以導致溫室效應，A不符合題意；B．空氣中含有的NO2與碳氫化合物在光照的條件下反應，生成有毒的煙霧，就是光化學煙霧，B不符合題意；C．SO2的排放可以形成硫酸型酸雨，C不符合題意；D．氟利昂的使用會破壞臭氧層，臭氧層破壞與氮氣無關，D符合題意；故答案選D。2．酸雨是一種突出的環境問題，下列有關酸雨及其防治的說法正確的是A．酸雨主要是由空氣中CO2的濃度增大引起的B．酸雨能直接損傷農作物，破壞森林，加速橋梁的腐蝕C．酸雨的形成只與SO2的排放有關D．汽車尾氣中的氮氧化物是由汽油的不完全燃燒產生的√A．酸雨主要是由SO2、NO2等氣體引起的，而SO2、NO2溶于雨水分別生成H2SO4和HNO3，使雨水pH<5.6，即為酸雨，故A錯誤；B．酸雨影響土壤酸堿性不適合植物生長，能直接損傷農作物，破壞森林，酸雨會腐蝕金屬，加速橋梁的腐蝕，故B正確；C．酸雨的形成不僅與SO2的排放有關，還與氮氧化合物的排放有關，故C錯誤；D．汽油中不含N元素，故氮氧化合物不是來自汽油的不完全燃燒，而是來自汽車打火，空氣中的氮氣與氧氣反應產生的氮氧化合物，故D錯誤；故答案為B。3．(2024·貴陽市白云區期中)下列說法錯誤的是A．酸雨是指pH小于7的雨水B．汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源C．可以用生石灰作為脫硫劑以減少工業廢氣SO2的排放D．二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物是大氣主要污染物√A．酸雨是pH小于5.6的雨水，A錯誤；B．汽車尾氣中的氮氧化物，可引起光化學煙霧，是許多城市空氣的主要污染源，B正確；C．二氧化硫為酸性氧化物，可與生石灰發生反應生成亞硫酸鈣，從而可減少工業廢氣SO2的排放，C正確；D．大氣污染物包括一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物、臭氧等，D正確；故選A。4．化學與人類生活、生產和社會可持續發展密切相關，下列說法不正確的是A．化石燃料的脫硫脫氮、SO2的回收利用和NOx的催化轉化都是減少酸雨產生的措施B．水華、赤潮等水體污染與大量排放磷、氮有關C．SO2具有漂白性，可大量用于漂白食品D．氮氧化物的排放與光化學煙霧有關√A．化石燃料燃燒會生成N、S的氧化物，易形成酸雨，所以化石燃料的脫硫脫氮、SO2的回收利用和NOx的催化轉化均可減少N、S氧化物的排放，可減少酸雨，A正確；B．水華、赤潮等水體污染與大量排放氮、磷有關，B正確；C．二氧化硫具有漂白性，可用于漂白紙漿，但二氧化硫有毒，不能大量用于漂白食品，C錯誤；D．氮氧化物的排放可造成光化學煙霧，D正確；故答案選C。5．某地區經常有酸雨降落，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我國空氣質量標準中SO2濃度限值(mg·m-3)如表：③SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。一級標準二級標準三級標準≤0.15≤0.50≤0.70[實驗步驟]①檢查裝置氣密性。②向C裝置中加入1.0mL溶質質量分數為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，緩緩將氣體推入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實驗數據處理。(1)完善步驟③的內容。(2)如何檢查裝置氣密性？答案：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。b由藍色變成無色(3)實驗時，C裝置中原有蒸餾水對實驗有無影響？答案：無影響。(4)實驗中哪些因素會使測定結果偏低？答案：推動注射器活塞速率太快或抽取空氣時，未抽滿500mL(答案合理即可)。推動注射器活塞速率太快，會導致二氧化硫不能完全反應，從而導致計算的結果偏低；抽取空氣時，未抽滿500mL，會導致計算的二氧化硫質量偏小，從而導致計算的結果偏低。(5)可以采用什么試劑代替C裝置中碘的淀粉溶液？答案：酸性KMnO4溶液或溴水(答案合理即可)。(6)該小組在同一地點進行了3次實驗，推動活塞次數