姬欣睿

摘要：借助数字化实验，测量SO2空气的混合气体溶于水后，SO2浓度、pH的变化，验证SO2（g）+H2O=H2SO3反应的存在，并进一步提出酸雨形成机理的探究性问题。将sO2与O2依次通入水中，分析pH的变化曲线，探究酸雨形成过程中的化学反应：SOz（g）+H2O=H2SO3，H2SO3=H⁺+HSO3;2H2SO3+O2=2H2SO4，H2SO4=2H⁺+SO4^2-。

关键词：数字化实验;酸雨;电离平衡;氧化还原反应;定量探究

文章编号：1008-0546（2019）05-0092-04

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.029

一、问题提出

人类活动产生的sO2和氮氧化物氣体排放到空气中，被雨水吸收并发生化学反应，形成pH<5.6的酸雨。我国以含硫量高的煤炭为主要燃料，煤炭中的硫元素，在燃烧时生成sO2气体，形成硫酸型酸雨。九年级化学教材（下册）第十一单元“化学与社会发展”第四节“化学与环境保护”Ⅲ，高中化学教材（必修1）第四章“非金属及其化合物”第三节“硫和氮的氧化物”，都把硫酸型酸雨作为绿色化学内容的核心知识，教科书设计了丰富多彩的活动重点探讨硫酸型酸雨的形成：活动与探究、资料卡片、社会实践活动等。

文献表明，学者们大多通过改进传统教学实验、开发基于数字化实验的现代探究实验两个方面来设计实验模拟硫酸型酸雨的形成：（1）改进传统的教学实验。如：改用三口烧瓶、锥形瓶、玻璃水槽等作为反应器;改用燃烧单质硫产生SO2;改用酸度计、紫罗兰花瓣、石蕊试纸、pH试纸来测量酸雨的酸性强弱。（2）利用现代化的数字化实验开展模拟硫酸型酸雨形成的实验，如用pH传感器测定不同浓度sO2水溶液的pH。综上，模拟硫酸型酸雨形成的实验大都聚焦于SO2与H2O反应生成的水溶液显酸性这一点上，较少关注酸雨形成过程中SO2浓度、溶液酸性的变化趋势。加上高一还没有学习电离平衡知识，这就很容易产生错误认识，认为sO2溶于H2O只发生SO2（g）+H2O=HzSO3的反应。模拟硫酸型酸雨的形成，分析酸雨形成过程中sO2浓度、溶液酸性的变化曲线，能够引发认知冲突，促使学生自己提出探究性问题，开展“真实的探究活动”，来探究硫酸型酸雨的形成机理。

本研究首先模拟硫酸型酸雨的形成，利用数字化实验测量SO2浓度、pH的变化，绘制sO2浓度、pH随时间变化的曲线，验证sO2与H2O反应生成H2SO3的事实，并提出探究性问题。……