簡易酸雨形成、危害及防治演示器的制作與應(yīng)用

陸春曇 白顯圣

演示實驗是化學(xué)教學(xué)中最常用的直觀手段之一，然而在初中九年級化學(xué)教材的《保護(hù)我們的生存環(huán)境》一課中，講解酸雨形成及危害時，只有理論的講述，比較抽象，學(xué)生沒有直觀感受酸雨的形成過程及形成原因，難以理解和消化。環(huán)境保護(hù)問題一直是化學(xué)教科書及教師、教研員等關(guān)注的問題，簡易酸雨形成、危害及防治演示裝置的設(shè)計，有效彌補(bǔ)了教材中講解酸雨時沒有直觀教具的不足。

一、實驗用品

有機(jī)玻璃固定架(自制材料4塊)、注射器2個(大小各1個)、透明有規(guī)則塑料瓶2個、具支試管1支、橡膠塞1個、橡膠管、小花灑2個、彈簧夾。

Na2SO3、70%濃硫酸、紅色鮮花兩朵、大理石、pH試紙、鎂條等。

二、設(shè)計方法

(1)將厚度為6 mm的無色有機(jī)玻璃裁成15 cm ×30 cm(1塊)、15 cm×30 cm(2塊)、30 cm×30 cm(1塊)，用AB膠粘成前方開口、底為5 cm×30 cm的固定架。

(2)取用2個等大的塑料瓶，在其中一個塑料瓶的蓋子上開2個圓形小孔，一個小孔剛好套入小花灑，并連接塑料導(dǎo)管，另一個小口裝入玻璃導(dǎo)氣直管，用AB膠粘緊，確保不漏氣；另一個塑料瓶的蓋子上開一個圓形小孔，套入小花灑，并連接塑料導(dǎo)管。在2個塑料瓶的側(cè)面鉆一個小孔，接入玻璃直導(dǎo)管，并分別連接一個小氣球(小花灑的作用是制成淋浴器，小氣球的作用是防止塑料瓶中產(chǎn)生氣體而膨脹)。

(3)在一支塞緊有橡膠塞具支試管上插入一根小型注射器，形成一個二氧化硫的發(fā)生裝置，并用塑料導(dǎo)管連接有玻璃導(dǎo)管的塑料瓶。同時在具支試管外側(cè)用AB膠粘有掛鉤裝置固定在有機(jī)玻璃架上。

(4)用一大型注射器裝滿水，連接在2個塑料瓶的橡膠導(dǎo)管上，形成淋浴裝置。同時在大型注射器外側(cè)用AB膠粘有掛鉤裝置固定在有機(jī)玻璃架上(如圖1所示)。

圖1 實驗裝置圖

三、操作方法

(1)在2個塑料瓶中放少量的水，用pH試紙一端伸入水中，一端粘在塑料瓶內(nèi)壁，測得塑料瓶中水的pH值均為7。同時在兩個塑料瓶中分別放入一小塊大理石、鎂條，并掛一朵紅色小花(如圖2所示)。

(2)在具支試管中放入2 g亞硝酸鈉，在小型注射器中加入70%的濃硫酸，并注入具支試管，使之產(chǎn)生酸性氣體SO2進(jìn)入(1)塑料瓶，觀察到紅色的鮮花逐漸變成白色后(如圖2所示)，打開彈簧夾(變色前彈簧夾夾住進(jìn)水管)將大型注射器中的水注入2個塑料瓶，形成下雨模式，模擬酸雨形成(如圖3所示)。

圖2

圖3

(3)觀察到(1)塑料瓶中的pH試紙由黃色變紅色，pH值約為4～5；大理石和鎂條表面有氣泡產(chǎn)生(如圖4所示)，形成酸雨對建筑物及金屬的危害演示。

圖4

(4)反應(yīng)結(jié)束后，把裝有氫氧化鈉溶液的注射器插入(1)塑料瓶，處理反應(yīng)殘留物(如圖5所示)。

圖5

四、深度探究

圖4裝置中的剩余液體可用于探究更多酸雨危害的實驗，除了以上實驗中酸雨對金屬和大理石的危害以外，還可取生活中的更多生物進(jìn)行探究，用“酸雨”澆灌一些植物，植物會漸漸枯萎等，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對酸雨危害的認(rèn)識。

五、實驗設(shè)計的亮點

(1)本實驗教具裝置簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯、安全可靠、并可控制反應(yīng)的發(fā)生與停止。

(2)實驗可真實模擬再現(xiàn)大氣污染及其酸雨的形成與危害，讓學(xué)生親眼看見酸雨的形成與危害，改變教學(xué)中教師抽象的講解或圖片展示，彌補(bǔ)了教材中講解酸雨時空洞無物的不足。

(3)本教具制作變廢為寶，實現(xiàn)廢棄物再利用，培養(yǎng)學(xué)生合理利用資源及創(chuàng)新意識。

(4)實驗結(jié)束后，用氫氧化鈉溶液中和處理反應(yīng)殘留物，防止廢液污染環(huán)境，實現(xiàn)綠色環(huán)保，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識。