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1.2 酸雨

大气与水体污染及其防治 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 酸雨是指pH值小于5.6的降水,主要成分是硫酸和硝酸,由大气中酸性气体溶解形成。

从哪来 本知识点建立在 3.1 常见离子的检验 之上。在分析酸雨成分时,需利用该前置知识中的离子检验方法(如检验硫酸根离子 $SO_4^{2-}$ 或铵根离子 $NH_4^+$)来确认酸雨中的具体酸性物质及伴随离子,从而理解其化学本质。

为什么 正常雨水因溶解空气中的二氧化碳形成碳酸,pH值约为5.6。当化石燃料燃烧排放大量 $SO_2$ 和 $NO_x$ 进入大气后,这些气体经过复杂的氧化反应生成 $H_2SO_4$ 和 $HNO_3$。由于硫酸和硝酸是强酸,其电离出的 $H^+$ 浓度远高于碳酸,导致降水 pH 值显著降低至 5.6 以下,形成酸雨。

类比法
将“正常雨水”比作“淡盐水”(弱酸性),将“酸雨”比作“醋水”(强酸性)。强调 $SO_2$ 和 $NO_x$ 是“外来入侵者”,它们把原本温和的碳酸“挤走”并转化为更强的酸。
适合:抽象思维较弱,喜欢生活化类比,对化学方程式记忆困难的学生。
数据推导法
列出 $CO_2$ 饱和溶液的 $[H^+]$ 计算过程,再对比 $SO_2$ 转化为 $H_2SO_4$ 后的 $[H^+]$ 变化。通过计算 $pH = -\lg[H^+]$ 的数值差异,直观展示为何阈值定为 5.6。
适合:数学基础好,喜欢逻辑推导,对定量计算感兴趣的学生。
实验探究法
模拟酸雨形成实验。向蒸馏水中通入 $SO_2$,用 pH 试纸监测变化;再滴加 $H_2O_2$(模拟氧化),观察 pH 进一步下降。结合 3.1 常见离子的检验,用 $BaCl_2$ 检验生成的 $SO_4^{2-}$,验证强酸来源。
适合:动手能力强,喜欢通过实验现象验证理论,对化学过程可视化需求高的学生。
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练一道
基础题
某地采集到雨水样品,测得其 pH 为 4.8。请判断该雨水是否为酸雨,并简述主要成因。
变式
向一瓶新采集的酸雨样品中加入足量 $BaCl_2$ 溶液,产生白色沉淀;另取一份样品,加入 $NaOH$ 溶液至中性,再蒸发结晶得到固体。若该固体溶于水后溶液仍呈酸性,请推测原酸雨中可能含有的主要酸性物质,并说明理由。
试试手自己判
检测题
某雨水样品初始 pH 为 5.2,放置 24 小时后 pH 降至 4.5。请解释 pH 降低的原因,并指出该过程涉及的主要化学变化类型。
看答案和判分标准
答案:原因:雨水中的亚硫酸($H_2SO_3$)被空气中的氧气氧化为硫酸($H_2SO_4$)。 化学变化类型:氧化还原反应。
判对标准:
1. 指出 $H_2SO_3$ 氧化为 $H_2SO_4$(2分);
2. 指出是氧化还原反应(1分);
3. 逻辑清晰,无科学性错误(1分)。
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