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第51章 研究环境污染的几个实验

1.试剂:(1)003%溴甲酚绿溶液;(2)2mol/L硫酸溶液;(3)2mol/L氨水;(4)05mol/L亚硝酸钾溶液;(5)05mol/L亚硫酸钠溶液;(6)001mol/L碳酸氢钠溶液;(7)05mol/L氯化钡溶液;(8)3%双氧水;(9)KI+淀粉溶液;(10)1%花色甙(或品红)溶液。

2.仪器用品:投影幻灯一台;培养皿3~5个(连盖或用稍大的培养皿、玻璃片)将培养皿放在投影幻灯的玻璃上使强光将实验结果投影到墙上。可将一片透明胶片放在培养皿与投影镜之间,胶片上画上同心圆。将培养皿中心放在同心圆的中心上。

实验Ⅰ所用试剂酸碱性的测试

目的:记住溴甲酚绿对各种试剂的变色情况。

讨论:酸碱指示剂是实验室中常用来测试溶液酸碱性,溴甲酚绿是接近中性的溶液测试时常用的指示剂。

实验步骤:将上述各种试剂滴在一个干净且干燥的表面皿中,注意不要使不同的溶液混合,并将溴甲酚绿指示剂分别滴入上述各滴溶液中。

原理:溴甲酚绿变色范围是,黄38~54蓝可测知此范围内各溶液pH值。

实验Ⅱ氮氧化物污染源,及它的形成和在大气中的转移,与雨水的反应目的:1合成NO;2用指示剂检验含氮氧化物和硝酸的雨水的酸碱性。

讨论:实际生活中氮氧化物的主要污染源是汽车的废气。尽管模拟汽车排气系统的气室在实验室中是很难办的。这里却可以近似地合成NO,NO极难溶于水也极难与水反应,只作为气体缓慢释放出来,并部分地被氧化成NO2,这样产生的混合物称为氮氧化物NOX。这些氮氧化物在大气中扩散,转移并与水滴(雨,雪,雾,云)相互反应。本实验用亚硝酸盐产生NO,从而近似地模拟大气中由汽车造成的污染。

实验步骤:1将洁净,干燥的培养皿放在胶片同心圆上,在距离圆心不等的圆上分别滴上一滴雨水,并各滴一滴指示剂,观察颜色。2在培养皿中心处滴几滴亚硝酸钾溶液,再滴入相同滴数的硫酸溶液,并迅速地盖上盖子,观察指示剂的变化。

原理:亚硝酸根在强酸中放出一氧化氮:

3NO-2(aq)+2H+(aq)2NO(g)+H2O(I)+NO-3(g)

在气室中一氧化氮被氧化成二氧化氮:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

二氧化氮与水反应生成硝酸而使指示剂变黄:3NO(g)+H2O(I)2HNO3(ag)+NO(g)

实验Ⅲ二氧化硫的污染源形成,转移及沉降的模拟实验目的:合成SO2并研究它溶于水中形成的污染。

讨论:与NO一样SO2也是造成酸雨污染的一个重要原因。二氧化硫主要产生于矿石燃料,如煤,石油制品的燃烧。本实验用亚硫酸盐制造SO2,使其与雨水反应。

实验步骤:如实验Ⅱ的步骤用1mol/L的Na2SO4溶液代替KNO2溶液。

原理:亚硫酸盐在酸性环境中生成SO2∶SO2-3+2H+SO2+H2O;实际生活中SO2的主要污染是煤及其它含硫燃料的燃烧。

实验Ⅳ酸雨对建筑材料的影响及损害的模拟实验目的:实验由SO2及酸雨引起对天然矿物质及建筑材料的损坏。

讨论:酸性污染物能对大多数建筑物的材料,如:水泥、大理石、金属等发生腐蚀作用,酸雨会缓慢地腐蚀这些建筑物。实验步骤:1.将洁净,干燥的培养皿放在同心圆胶片上,在距圆心第二圈呈至少40°放置如下矿物样品:a混凝土;b大理石;c大理石粉;d铝矾土;e石英;f灰尘;g金属镁。

2.各滴2~3滴指示剂在每个试样中,使每个样品均被雨水复盖。

3.在培养皿中央滴2滴05mol/L的亚硫酸钠溶液,如前所述滴2滴2mol/L的硫酸溶液,产生二氧化硫,观察3分钟。

4.记录并回答以下问题:(1)每一试样指示剂初始的颜色及其产生的原因。(2)从a~e的主要化学成份是什么?(3)试样的体积大小与酸雨反应速度有何影响?(4)观察金属试样,放出的是什么气体?

实验Ⅴ二氧化硫对植物的影响

目的:观察干燥或潮湿的硫氧化物对植物的影响。

讨论:许多植物接受一定剂量的二氧化硫就会受损害乃至死亡。有的植物对二氧化硫有相当高的抵抗能力,可推测这些植物有一定的自我保护生理机制:如有表面蜡层或气孔可迅速封闭。这个实验你将十分有趣的观察到花色甙对二氧化硫的反应,它常存在于叶和花的表皮细胞中,与二氧化硫反应能呈现令人注目的颜色。通过细胞受害(人为或自然的因素)可迅速反映空气污染现状。实验步骤:1.取两个花样品,一个蔬菜样品,及由试剂配制的花色甙溶液。

2.将它们放在洁净,干燥的培养皿中,其中一片花用针将其表面刺些孔。

3.滴一滴雨水在未受损害的花上。

4.如前所述在培养皿中央产生二氧化硫。

5.观察并记录现象。

6.滴一滴2mol/L硫酸于植物无色部分。

讨论:二氧化硫气体在水中形成亚硫酸氢根,它能使花色甙从红色变成无色:SO2(g)SO2(ag)

SO2(aq)+H2OH++HSO-4

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