有关酸雨的研究性学习案例

有关酸雨的研究性学习（湖北枣阳二中李长江电话：13871687903）1课题的目的与意义酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。联合国多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。全世界已有40多个国家通过有关污染限制汽车排污。1993年在印度召开的"无害环境生物技术应用国际合作会议"上，专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，增强自然资源的持续发展和应用，保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为：利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃烧时放出SO2等有害气体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要的是黄铁矿（FeS2）。生物学家利用微生物脱硫，将2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计，捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%，有机硫的23.4%，目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术，可除去70%的无机硫，还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单，设备价廉，特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合"源头治理"和"清洁生产"的原则，因而是一种极有发展前途的治理方法，越来越受到世界各国的重视。2学习目标初步学会移液管和滴定管的使用方法以及滴定的基本操作;了解中和滴定的基本原理及数据的记录、处理方法;会用pH计测定酸雨的pH;(4)提高实验探究能力、信息整合能力、合作交往能力.3划分小组、分配任务教师根据学生的报名情况及个人的性格、爱好、能力将成员分成3个组.第1组:查询与酸雨相关的资料,整理加工,形成;第2组:检测酸的总量，整理数据,形成报告;第3组:用pH计测定酸雨的pH,整理数据,形成报告. 姓名 任务 史秀洋 图书馆查阅资料 余莹莹 图书馆查阅资料 蔡赢 实验室实验 水思雨 实验室实验 郭晶晶 实验室实验 王兰兰 实验室实验 刘凯 实验室实验 牛新磊 实验室实验4研究成果汇报4.1第1组报告4.1.1酸雨的危害酸雨可导致土壤酸化。我国南方土壤本来多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；酸雨还能加速土壤矿物质营养元素的流失；改变土壤结构，导致土壤贫脊化，影响植物正常发育；酸雨还能诱发植物病虫害，使作物减产。酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群牙孢杆菌，极毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环，造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物大为不利。科学家试验后估计我国南方七省大豆因酸雨受灾面积达2380万亩，减产达20万吨，减产幅度约6%，每年经济损失1400万元。4.1.2酸雨的形成原因酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。煤中含有硫，燃烧过程中生成大量二氧化硫，此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮，继而转化为二氧化氮，造成酸雨。酸雨工业过程,如金属冶炼:某些有色金属的矿石是硫化物、铜、铅、锌便是如此,将铜、铅、锌硫化物矿石还原为金属过程中将逸出大量二氧化硫气体,部分回收为硫酸,部分进入大气。再如化工生产,特别是硫酸生产和硝酸生产可分别产生可观量二氧化硫和二氧化氮，由于二氧化氮带有淡棕的黄色,因此,工厂尾气所排出的带有二氧化氮的废气象一条“黄龙”,在空中飘荡,控制和消除“黄龙”被称做“灭黄龙”。再如石油炼制等,也能产生一定量的二氧化硫和二氧化氮。它们集中在某些工业城市中,也比较容易得到控制。酸雨的工业排放源交通运输,如汽车尾气。在发动机内,活塞频繁打出火花,象天空中闪电,氮气变成二氧化氮。不同的车型,尾气中氮氧化物的浓度有多有少,机械性能较差的或使用寿命已较长的发动机尾气中的氮氧化物浓度要高。汽车停在十字路口,不息火等待通过时,要比正常行车尾气中的氮氧化物浓度要高。近年来,我国各种汽车数量猛增,它的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升,不能掉以轻心。4.2第2组报告4.2.1实验药品和：雨水、标准氢氧化钠溶液(浓度为0.0010mol/L)、酚酞指示剂.4.2.2实验仪器:烧杯、锥形瓶、移液管、容量瓶、碱式滴定管、滴定台.4.2.3实验原理:本实验以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,可测出酸的总量,以酚酞为指示剂,滴定至溶液呈粉红色,表明滴定达终点.4.2.4实验过程:取100mL雨水样品,放入锥形瓶中,加2～3滴酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液呈粉红色且30s内不褪色.记录NaOH消耗的体积,重复做3次.4.2.5数据记录见表 1 2 3 4 雨水体积（mL） 100 100 100 100 NaOH体积溶液（mL） 1.82 1.89 1.81 1.90通过实验发现,此雨水的pH<5.6，为酸雨4.3第3组报告4.3.1实验药品和材料雨水4.3.2实验仪器烧杯、移液管、容量瓶、玻璃棒、PHS23C型精密pH计.4.3.3实验步骤(1)吸取1mL雨水样品,定容于100mL容量瓶中;(2)测量雨水4.3.4数据记录及分析见表取刚降落雨水的水样，用pH计（测pH的仪器）每隔几分钟测一次pH，其数据如下表． 测定时间 9：05 9：10 9：15 9：20 9：25 9：30 9：35 pH 4.95 4.94 4.95 4.88 4.86 4.85 4.855学生的收获(1)通过查阅资料、整理资料、总结归纳资料,对酸雨有了更深刻的了解;(2)通过交流合作、实验探究,体验了科学研究的过程,提高了实验探究能力,端正了科学态度;(3)通过收集、分析、判断、处理信息,提高了信息整合能力和解决问题的能力;(4)了解了化学的重要作用,切实感受了化学与生活的密切联系,提高了科学素养;(5)为以后的创造性学习和创造思维的发展打下基础.湖北枣阳二中李长江