依托實(shí)驗(yàn) 探究酸雨

2013-06-02 04:53:54徐丹丹李德前

中小學(xué)教學(xué)研究 2013年3期

徐丹丹，李德前

（1.徐州市科技中學(xué),江蘇徐州 221002；2.徐州市西苑中學(xué)，江蘇徐州 221002）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的主要手段，離開了實(shí)驗(yàn)談化學(xué)教學(xué)是蒼白無(wú)力的。有句話說(shuō)得好，“我聽了我忘記，我看見我記得，我做了我理解”，這充分說(shuō)明了化學(xué)實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)中所起的作用?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)與技能的理解，對(duì)學(xué)生的掌握科學(xué)的探究過(guò)程與方法也有很好的促進(jìn)作用，對(duì)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)也起到很好的升華作用。

在2012年出版的上海教育出版社《義務(wù)教育教科書·化學(xué)》第9章第3節(jié)中，安排了“酸雨”的內(nèi)容。很多教師認(rèn)為“酸雨”只是一個(gè)常識(shí)性介紹的內(nèi)容，因而對(duì)于該知識(shí)板塊多是簡(jiǎn)單處理。

我國(guó)是世界三大酸雨區(qū)之一，有40%的國(guó)土面積受到過(guò)酸雨的污染。鑒于我國(guó)酸雨現(xiàn)狀，以及學(xué)生已有的酸、堿知識(shí)基礎(chǔ)，筆者依托實(shí)驗(yàn)對(duì)酸雨的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探究，共涉及7個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中操作相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，操作相對(duì)復(fù)雜一些的實(shí)驗(yàn)則設(shè)計(jì)成教師的演示實(shí)驗(yàn)。不管是分組實(shí)驗(yàn)還是演示實(shí)驗(yàn)，筆者都注重引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而準(zhǔn)確推出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

一、依托實(shí)驗(yàn)，彰顯探究

（一）探究酸雨的危害

提出問(wèn)題：酸雨有哪些危害呢？

分組實(shí)驗(yàn)：桌上放有兩瓶標(biāo)著A、B的液體，一瓶是水，一瓶是我們?cè)谀M條件下得到的“酸雨”，要求學(xué)生利用鎂帶、碳酸鈣、紫羅蘭花瓣、石蕊試液等完成鑒別。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在液體B中，加入金屬鎂冒氣泡、加入碳酸鈣冒氣泡；石蕊試液遇液體B變紅色；液體B中加入的紫羅蘭花瓣被腐蝕且變紅。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）液體B是酸雨。（2）酸雨腐蝕金屬、破壞建筑物；危害植物生長(zhǎng)；使河流、土壤酸化。

聯(lián)系實(shí)際：投影有關(guān)酸雨危害的圖片，如大面積死亡的森林、銹跡斑斑的鐵橋、面目不清的樂山大佛等。

（二）探究酸雨的形成

提出問(wèn)題：酸雨的主要成分是什么？它又是如何形成的呢？

實(shí)驗(yàn)裝置：見圖1（燃燒匙的柄也是一個(gè)導(dǎo)氣管）。

演示實(shí)驗(yàn)：教師利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置，做硫粉在空氣、氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：硫在空氣中燃燒產(chǎn)生微弱的淡藍(lán)色火焰，并產(chǎn)生刺鼻的氣味；硫在氧氣中燃燒更旺，產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：硫與氧氣化合為二氧化硫。

演示實(shí)驗(yàn)：把錐形瓶倒過(guò)來(lái)，然后在水中取下小氣球（實(shí)驗(yàn)裝置見圖2）。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：水通過(guò)導(dǎo)氣管進(jìn)入錐形瓶，且形成了有力的噴泉。

猜想：水進(jìn)入錐形瓶中形成噴泉的可能原因有：（1）硫燃燒消耗氧氣，使得錐形瓶中壓強(qiáng)減小，水得以進(jìn)入錐形瓶；（2）可能二氧化硫與二氧化碳相似，它能溶于水；（3）可能二氧化硫還與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

師生小結(jié)：二氧化硫肯定溶于水了（否則水不可能進(jìn)入錐形瓶）。

提出問(wèn)題：二氧化硫溶于水時(shí)，有沒有與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？

演示實(shí)驗(yàn)：向裝滿二氧化硫氣體的礦泉水瓶中加入適量的水，立即旋緊瓶蓋、振蕩。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：瓶子明顯變癟了。

演示實(shí)驗(yàn)：用pH計(jì)測(cè)定錐形瓶中液體的pH。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：讀數(shù)是1.8。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：錐形瓶中液體顯酸性；水與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酸（即亞硫酸）。

提出問(wèn)題：1982年的國(guó)際環(huán)境會(huì)議規(guī)定，pH＜5.6的降水稱為酸雨。顯然我們通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)得到了酸雨，那酸雨的主要成分是什么？酸雨中僅含有亞硫酸嗎？

信息鋪墊：鹽酸酸化的氯化鋇與硫酸反應(yīng)會(huì)有白色沉淀生成，與亞硫酸則無(wú)白色沉淀生成。

分組實(shí)驗(yàn)：將錐形瓶中的溶液倒入試管中適量，再滴入鹽酸酸化過(guò)的氯化鋇溶液。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀生成。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二氧化硫溶于水不僅形成亞硫酸，還有一部分會(huì)轉(zhuǎn)化為硫酸，即酸雨中一般含有亞硫酸和硫酸。

聯(lián)系實(shí)際：目前，酸雨已從硫酸型向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)化；酸雨中的硝酸主要是汽車尾氣中的氮氧化物形成的。

（三）探究酸雨的防治

提出問(wèn)題：知道了酸雨的形成原理就有利于我們防治酸雨，防治酸雨的措施有哪些呢？

師生小結(jié)：可以開發(fā)新能源；植樹造林，吸收二氧化硫；對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理；對(duì)燃煤產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行吸收；汽車尾氣凈化后再排放等。

提出問(wèn)題：對(duì)于已經(jīng)受到酸雨污染的湖泊、土壤，我們應(yīng)該如何治理呢？

分組實(shí)驗(yàn)：向盛有酸雨的試管中滴加石蕊試液，然后再向該紅色溶液中滴加石灰水。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液由紅色變成紫色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：可以使用堿性柔和、價(jià)格低廉的熟石灰來(lái)治理酸化的湖泊、土壤。

聯(lián)系實(shí)際：農(nóng)業(yè)上常用熟石灰改良酸雨侵蝕的土地；在燃料煤中摻入熟石灰可以減少酸雨；在酸雨嚴(yán)重的地區(qū)常借助于飛機(jī)撒布熟石灰。

二、實(shí)驗(yàn)探究之我見

化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為探索、發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證知識(shí)的重要手段，它不僅使學(xué)生經(jīng)歷了知識(shí)的形成過(guò)程，而且提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)了他們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在教學(xué)中要注重依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生思維。在學(xué)習(xí)“酸雨”時(shí)就充分利用了化學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解酸雨危害，認(rèn)識(shí)酸雨的成因（含硫元素的物質(zhì)燃燒生成二氧化硫，二氧化硫溶于水形成亞硫酸，從而形成酸雨）；并且結(jié)合酸雨形成的機(jī)理，探索酸雨的治理措施。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，筆者相信學(xué)生、敢于放手，注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，注意參與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，重視知識(shí)鋪墊、釋疑解惑。

另外，運(yùn)用改進(jìn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既解決了二氧化硫氣體逸散的污染問(wèn)題，也提高了課堂效率，降低了學(xué)習(xí)難度，突出了教學(xué)重點(diǎn)，體現(xiàn)了教師良好的化學(xué)素養(yǎng)。