高中化学探究性实验与空气污染

罗博涵

空气是人类赖以生存的重要资源。由于长期忽视环境保护问题，导致空气资源受到严重污染，已经影响了人们的身体健康。在高中化学中探究空气污染问题，对于人类可持续发展具有重要意义。

一、空气污染的概念及危害

空气污染是由于人为或自然因素而导致某些外源性物质进入空气，超过浓度界限并维持足够长的时间，进而对人体健康或生态环境造成危害的现象。空气污染成分主要包括颗粒物、硫氧化物、氮氧化物等，这些污染物对人体的危害是多方面的。近年来，人们广泛关注的一个空气指标便是PM2。5，即细颗粒物，这些颗粒物经呼吸进入人体肺泡后，将积聚其中而很难自然排出，进而影响肺部呼吸功能，严重时还可能致癌。

二、空气污染的探究性实验

1.酸雨测定实验。（1）实验原理。正常情况下，雨水的pH在5.6左右，这是由于空气中微量的二氧化硫、二氧化碳等酸性气体溶于其中，使雨水偏酸性。而人为排放的硫氧化物、氮氧化物等进入空气后，会使雨水的含酸度超出正常状态，也就形成了酸雨。酸雨形成的反应机理如下：SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂=H₂SO₄，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO。（2）实验材料。雨水采集装置、pH试纸、硫酸试剂、胶头滴管、一盆植物、石灰石、铁丝。（3）实验方法。实验1：用矿泉水瓶制成三个洁净的雨水采集装置，对其编号后分别置于三个不同地点，放于高处自然收集雨水。待收集足量雨水后及时将装置回收，通过pH试纸检测雨水pH并予以记录，得到记录表1；实验2：用硫酸试剂自行调制“酸雨”（pH在4.5左右为宜），然后每日同一时间向盆栽中加入少量自制的“酸雨”，连续滴加一周。同时，将石灰石、铁丝置入“酸雨”持续浸泡一周，每日定时观察现象并做好记录，得到记录表2。（4）结果分析。分析表1可知，降雨地点不同，雨水pH也存在一些差异。工业园区作为工业企业集中地，每天排放大量的大气污染物，因此在理论上，该地区采集的雨水pH应该更低。本实验中，工业园区内采集雨水的pH为4.5～4.8，比正常雨水的pH要低很多，而城区内雨水的pH基本正常。分析表2可知，酸雨对植物的生长会造成一定的破坏，对于石灰石、铁丝等会造成一定的腐蚀，即酸雨对建筑材料、金属材料都有一定的腐蚀作用，如果长时间遭受酸雨侵蚀，势必造成很大的危害。

3.实验启示。近年来，空气污染问题日趋严重，广为社会关注。在高中化学必修课学习中，同学们已经对空气污染的来源及危害有所了解，但却缺少相关的社会实践活动，也未开设相应的探究性实验。本文借助两个简单的探究性实验，对一些常见空气污染物进行鉴别，并通过实验观察其具体危害。这样的学习方式，可以深化学生对化学知识的了解，提高学生思考问题和解决问题的能力。

综上所述，探究性实验有助于学生将理论知识与实践相结合，增强高中化学学习的趣味性、探究性，培养学生的问题解决意识及能力。