研究性學(xué)習(xí)一例-—北京市空氣中二氧化硫含量的測定

時間：2022-11-24 08:25:42 化學(xué)畢業(yè)論文我要投稿

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畢業(yè)論文

摘要：使中學(xué)生能靈活運(yùn)用所學(xué)的知識1直就是教育工作者所關(guān)注的問題。本文是引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識解決生活中問題的1個嘗試。在高1學(xué)習(xí)了SO₂的性質(zhì)以后,引導(dǎo)學(xué)生對北京市空氣中SO₂含量進(jìn)行測定并對影響其含量大小的因素做了調(diào)查分析。希望以此激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣并使他們從小就關(guān)注人類自己的居住環(huán)境。 1、課題的提出隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步,人類的居住環(huán)境受到廣泛的關(guān)注,環(huán)境污染的治理也就成了人們改善生活質(zhì)量、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展策略的重要課題。而如何讓中學(xué)生利用自己所學(xué)的知識解決和發(fā)現(xiàn)生活中的問題,倡導(dǎo)“學(xué)而知之、知而能用”的素質(zhì)教育應(yīng)該是中學(xué)教師的1個基本任務(wù)[1]。在高1學(xué)習(xí)了SO₂的性質(zhì)以后,結(jié)合平時了解的空氣質(zhì)量日報(bào),很多同學(xué)對SO₂的污染問題產(chǎn)生了濃厚的興趣。為了鼓勵學(xué)生關(guān)注、了解、參與環(huán)境保護(hù),我們成立了1個研究小組,利用大家非常熟悉的SO₂的1種性質(zhì)———漂白性[2],對北京市空氣中SO₂含量進(jìn)行測定并對影響含量大小的因素做了分析。我們將這次研究定位為半定量實(shí)驗(yàn),從而使我們避開了利用精密儀器進(jìn)行研究,讓這次研究更適合中學(xué)生進(jìn)行。 2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案目的:了解北京市空氣質(zhì)量狀況,調(diào)查SO₂污染的源頭,分析影響空氣中SO₂含量的因素,為減輕空氣中SO₂含量提出自己的建議與設(shè)想。儀器:1次性注射器藥品:1定濃度的品紅原理:SO₂的漂白性人員安排:高1學(xué)生,1共20人,分成5組,每小組選組長1名,主要負(fù)責(zé)成員間的聯(lián)系,外出的安全工作,組織實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行以及組內(nèi)工作的分配等等。地點(diǎn)安排: 第1組:公園第2組:居民生活區(qū) 第3組:工廠生產(chǎn)區(qū) 第4組:商業(yè)區(qū) 第5組:交通樞紐地段 2.1　實(shí)驗(yàn)過程 (1)相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研了解空氣中主要污染物是什么,其中SO₂對人體有哪些危害。調(diào)查環(huán)保局提供的北京市日平均數(shù)據(jù),以利于和我們的結(jié)果進(jìn)行比較。 (2)實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施品紅溶液的配制:稱取品紅固體0.5g,加入蒸餾水1000mL,配成品紅溶液。溶液的保存:洗凈1些醫(yī)用針劑瓶,將配制好的品紅溶液裝入瓶中,密封保存 SO₂濃度的測定:實(shí)驗(yàn)人員到達(dá)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)后,用1次性醫(yī)用注射器取出品紅溶液0.5mL,將活塞拉至針管的3mL處,然后將活塞緩緩?fù)浦玲樄茼敳?建議保持頻率:30次/min) 記錄:品紅褪色的時間;推動活塞的頻率;當(dāng)天氣溫、風(fēng)速、天氣狀況、氣壓;空氣質(zhì)量日報(bào)中SO₂的API值。 (3)可能影響因素分析決定空氣中SO₂含量因素的分析調(diào)查實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)周邊地區(qū)產(chǎn)生SO₂的具體情況調(diào)查北京市各區(qū)SO₂的源頭影響空氣中SO₂含量因素的分析風(fēng)速的影響雨的影響地點(diǎn)的影響 2.2　數(shù)據(jù)預(yù)測及相應(yīng)建議 (1)繪制空氣中SO₂含量變化曲線(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)及空氣中SO₂含量變化曲線(空氣質(zhì)量日報(bào)提供的SO₂API值)將2條曲線進(jìn)行對比,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。 (2)設(shè)計(jì)2組對比實(shí)驗(yàn),分析天氣(主要是風(fēng)速及雨)對空氣中SO₂含量的影響。 (3)對北京市空氣中SO₂污染提出治理方案。 3、實(shí)施結(jié)果與分析文中所有結(jié)果均用使品紅溶液褪色時針筒活塞推拉的次數(shù)來表達(dá)。次數(shù)越多,SO₂含量越低。為了便于和環(huán)保局提供的SO₂API值比較,我們對活塞推拉次數(shù)求取倒數(shù)。從而使得我們的數(shù)據(jù)和環(huán)保局的數(shù)據(jù)趨勢上可比(由于是半定量實(shí)驗(yàn),所以只能對結(jié)果的趨勢進(jìn)行對比,具體的數(shù)值不具可比性)。 3.1　結(jié)果展示 (1)同學(xué)們把不同區(qū)域所測的SO₂含量平均結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果見圖1。 (2)同學(xué)們還把所測的日平均結(jié)果和環(huán)保局的結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果見圖2~圖4 圖3　環(huán)保局?jǐn)?shù)據(jù)和我們所測的公園居民區(qū)日平均數(shù)據(jù)的比較 (3)同學(xué)們還考慮天氣的影響,做了2組對比實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表1~表2 3.2　分析討論 從圖1可以看出,工廠、交通樞紐組SO₂含量最大,原因主要是燃煤、燃油、汽車尾氣所致。公園、居民區(qū)組SO₂含量最小,原因主要是綠化很好,樓房隔離了道路和廠區(qū)。商業(yè)區(qū)組SO₂含量中等,原因主要是小型燃煤、燃油、汽車尾氣所致。從圖2~圖4可以看出,公園居民區(qū)和商業(yè)區(qū)的曲線趨勢和環(huán)保局提供數(shù)據(jù)的趨勢最為接近。工廠、交通樞紐的數(shù)據(jù)也基本吻合,但局部趨勢出現(xiàn)異常。造成原因很多,比如人為誤差,環(huán)境極端的好壞等等。而公園居民區(qū)和商業(yè)區(qū)符合較好的原因是環(huán)保局?jǐn)?shù)據(jù)采用了當(dāng)日全市平均值,而這些地區(qū)更符合全市平均水平。同學(xué)們對各類工業(yè)源SO₂排放量分布做了調(diào)查,結(jié)果如下:(1)民用灶具12%;(2)工業(yè)窯爐11%;(3)工業(yè)鍋爐34%;(4)電站鍋爐35%;(5)其他8%。從表1、表2的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)天氣對SO₂含量有較大影響。表1可以看出雨前SO₂濃度大,雨后SO₂濃度小。原因可能是雨前氣壓低,雨后空氣清新,并且水可以和SO₂反應(yīng)。表2可以看出風(fēng)速越快,濃度越小。原因可能是風(fēng)速大,有利于空氣流通,污染物擴(kuò)散,所以SO₂濃度低。 3.3建議同學(xué)們通過調(diào)查過去幾年北京市的SO₂年平均含量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):從1998年到2002年SO₂含量從0.120mg/m3降到0.067mg/m3,減少了44.2%。說明這幾年的治理成績還是可喜的。為了有效防治SO₂等的污染,改善大氣環(huán)境質(zhì)量。同學(xué)們認(rèn)為1要改變?nèi)剂蠘?gòu)成,推廣使用天然氣及優(yōu)質(zhì)煤;2要繼續(xù)發(fā)展集中供熱;3要大力推廣節(jié)能、脫硫及高效除塵措施。大家還利用所學(xué)的知識提出了2個SO₂污染處理的方案。方案1: SO₂+2NH₃+H₂O (NH₄)₂SO₃ (NH₄)₂SO₃+SO₂+H₂O 2NH₄HSO₃ 方案2:鈣基固硫 SO₂+CaO CaSO₃2CaSO₃+O₂2CaSO₄ 4、尾聲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果還是令人滿意的。研究課題結(jié)束以后,同學(xué)們和我們的心情就像1個學(xué)生描述的那樣“學(xué)以致用的感覺真的是非常好”。我們把這次研究過程整理出來,只是想起1種拋磚引玉的作用。素質(zhì)教育已經(jīng)提出了很多年,研究性學(xué)習(xí)也提出了很多年,但是它們?nèi)跃褪?個值得討論研究的問題,需要我們教育工作者不斷思考……。 參考文獻(xiàn)： [1]　劉知新主編.化學(xué)教學(xué)論.第2版,北京:高等教育出版社,1997 [2]　李巧利.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2004,(1-2):74-75 附:背景知識　摘自:http://www.bjepb.gov.cn API(Air Pollution Index的英文縮寫)是空氣污染指數(shù),我國城市空氣質(zhì)量日報(bào)API分級標(biāo)準(zhǔn)見表3、表4。