高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)與空氣污染

羅博涵

空氣是人類賴以生存的重要資源。由于長(zhǎng)期忽視環(huán)境保護(hù)問題，導(dǎo)致空氣資源受到嚴(yán)重污染，已經(jīng)影響了人們的身體健康。在高中化學(xué)中探究空氣污染問題，對(duì)于人類可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、空氣污染的概念及危害

空氣污染是由于人為或自然因素而導(dǎo)致某些外源性物質(zhì)進(jìn)入空氣，超過濃度界限并維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，進(jìn)而對(duì)人體健康或生態(tài)環(huán)境造成危害的現(xiàn)象。空氣污染成分主要包括顆粒物、硫氧化物、氮氧化物等，這些污染物對(duì)人體的危害是多方面的。近年來，人們廣泛關(guān)注的一個(gè)空氣指標(biāo)便是PM2。5，即細(xì)顆粒物，這些顆粒物經(jīng)呼吸進(jìn)入人體肺泡后，將積聚其中而很難自然排出，進(jìn)而影響肺部呼吸功能，嚴(yán)重時(shí)還可能致癌。

二、空氣污染的探究性實(shí)驗(yàn)

1.酸雨測(cè)定實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)原理。正常情況下，雨水的pH在5.6左右，這是由于空氣中微量的二氧化硫、二氧化碳等酸性氣體溶于其中，使雨水偏酸性。而人為排放的硫氧化物、氮氧化物等進(jìn)入空氣后，會(huì)使雨水的含酸度超出正常狀態(tài)，也就形成了酸雨。酸雨形成的反應(yīng)機(jī)理如下：SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂=H₂SO₄，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO。（2）實(shí)驗(yàn)材料。雨水采集裝置、pH試紙、硫酸試劑、膠頭滴管、一盆植物、石灰石、鐵絲。（3）實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)1：用礦泉水瓶制成三個(gè)潔凈的雨水采集裝置，對(duì)其編號(hào)后分別置于三個(gè)不同地點(diǎn)，放于高處自然收集雨水。待收集足量雨水后及時(shí)將裝置回收，通過pH試紙檢測(cè)雨水pH并予以記錄，得到記錄表1；實(shí)驗(yàn)2：用硫酸試劑自行調(diào)制“酸雨”（pH在4.5左右為宜），然后每日同一時(shí)間向盆栽中加入少量自制的“酸雨”，連續(xù)滴加一周。同時(shí)，將石灰石、鐵絲置入“酸雨”持續(xù)浸泡一周，每日定時(shí)觀察現(xiàn)象并做好記錄，得到記錄表2。（4）結(jié)果分析。分析表1可知，降雨地點(diǎn)不同，雨水pH也存在一些差異。工業(yè)園區(qū)作為工業(yè)企業(yè)集中地，每天排放大量的大氣污染物，因此在理論上，該地區(qū)采集的雨水pH應(yīng)該更低。本實(shí)驗(yàn)中，工業(yè)園區(qū)內(nèi)采集雨水的pH為4.5～4.8，比正常雨水的pH要低很多，而城區(qū)內(nèi)雨水的pH基本正常。分析表2可知，酸雨對(duì)植物的生長(zhǎng)會(huì)造成一定的破壞，對(duì)于石灰石、鐵絲等會(huì)造成一定的腐蝕，即酸雨對(duì)建筑材料、金屬材料都有一定的腐蝕作用，如果長(zhǎng)時(shí)間遭受酸雨侵蝕，勢(shì)必造成很大的危害。

3.實(shí)驗(yàn)啟示。近年來，空氣污染問題日趨嚴(yán)重，廣為社會(huì)關(guān)注。在高中化學(xué)必修課學(xué)習(xí)中，同學(xué)們已經(jīng)對(duì)空氣污染的來源及危害有所了解，但卻缺少相關(guān)的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，也未開設(shè)相應(yīng)的探究性實(shí)驗(yàn)。本文借助兩個(gè)簡(jiǎn)單的探究性實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些常見空氣污染物進(jìn)行鑒別，并通過實(shí)驗(yàn)觀察其具體危害。這樣的學(xué)習(xí)方式，可以深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的了解，提高學(xué)生思考問題和解決問題的能力。

綜上所述，探究性實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)高中化學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性、探究性，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決意識(shí)及能力。