简易酸雨形成、危害及防治演示器的制作与应用

陆春昙 白显圣

演示实验是化学教学中最常用的直观手段之一，然而在初中九年级化学教材的《保护我们的生存环境》一课中，讲解酸雨形成及危害时，只有理论的讲述，比较抽象，学生没有直观感受酸雨的形成过程及形成原因，难以理解和消化。环境保护问题一直是化学教科书及教师、教研员等关注的问题，简易酸雨形成、危害及防治演示装置的设计，有效弥补了教材中讲解酸雨时没有直观教具的不足。

一、实验用品

有机玻璃固定架(自制材料4块)、注射器2个(大小各1个)、透明有规则塑料瓶2个、具支试管1支、橡胶塞1个、橡胶管、小花洒2个、弹簧夹。

Na2SO3、70%浓硫酸、红色鲜花两朵、大理石、pH试纸、镁条等。

二、设计方法

(1)将厚度为6 mm的无色有机玻璃裁成15 cm ×30 cm(1块)、15 cm×30 cm(2块)、30 cm×30 cm(1块)，用AB胶粘成前方开口、底为5 cm×30 cm的固定架。

(2)取用2个等大的塑料瓶，在其中一个塑料瓶的盖子上开2个圆形小孔，一个小孔刚好套入小花洒，并连接塑料导管，另一个小口装入玻璃导气直管，用AB胶粘紧，确保不漏气；另一个塑料瓶的盖子上开一个圆形小孔，套入小花洒，并连接塑料导管。在2个塑料瓶的侧面钻一个小孔，接入玻璃直导管，并分别连接一个小气球(小花洒的作用是制成淋浴器，小气球的作用是防止塑料瓶中产生气体而膨胀)。

(3)在一支塞紧有橡胶塞具支试管上插入一根小型注射器，形成一个二氧化硫的发生装置，并用塑料导管连接有玻璃导管的塑料瓶。同时在具支试管外侧用AB胶粘有挂钩装置固定在有机玻璃架上。

(4)用一大型注射器装满水，连接在2个塑料瓶的橡胶导管上，形成淋浴装置。同时在大型注射器外侧用AB胶粘有挂钩装置固定在有机玻璃架上(如图1所示)。

图1 实验装置图

三、操作方法

(1)在2个塑料瓶中放少量的水，用pH试纸一端伸入水中，一端粘在塑料瓶内壁，测得塑料瓶中水的pH值均为7。同时在两个塑料瓶中分别放入一小块大理石、镁条，并挂一朵红色小花(如图2所示)。

(2)在具支试管中放入2 g亚硝酸钠，在小型注射器中加入70%的浓硫酸，并注入具支试管，使之产生酸性气体SO2进入(1)塑料瓶，观察到红色的鲜花逐渐变成白色后(如图2所示)，打开弹簧夹(变色前弹簧夹夹住进水管)将大型注射器中的水注入2个塑料瓶，形成下雨模式，模拟酸雨形成(如图3所示)。

图2

图3

(3)观察到(1)塑料瓶中的pH试纸由黄色变红色，pH值约为4～5；大理石和镁条表面有气泡产生(如图4所示)，形成酸雨对建筑物及金属的危害演示。

图4

(4)反应结束后，把装有氢氧化钠溶液的注射器插入(1)塑料瓶，处理反应残留物(如图5所示)。

图5

四、深度探究

图4装置中的剩余液体可用于探究更多酸雨危害的实验，除了以上实验中酸雨对金属和大理石的危害以外，还可取生活中的更多生物进行探究，用“酸雨”浇灌一些植物，植物会渐渐枯萎等，进一步增强学生对酸雨危害的认识。

五、实验设计的亮点

(1)本实验教具装置简单、操作方便、现象明显、安全可靠、并可控制反应的发生与停止。

(2)实验可真实模拟再现大气污染及其酸雨的形成与危害，让学生亲眼看见酸雨的形成与危害，改变教学中教师抽象的讲解或图片展示，弥补了教材中讲解酸雨时空洞无物的不足。

(3)本教具制作变废为宝，实现废弃物再利用，培养学生合理利用资源及创新意识。

(4)实验结束后，用氢氧化钠溶液中和处理反应残留物，防止废液污染环境，实现绿色环保，增强学生的环保意识。