《化学与生活》教学案例.doc

化学与生活教学案例第四章 改善大气质量汉沽一中高晶晶第一节 改善大气质量教学目标：知识与技能1、知道大气主要污染物及其危害，能说出减少大气污染物的原理和方法。2、知道主要的室内空气污染物及其危害，了解减少室内空气污染物的方法。过程与方法通过对日常生活中常见的现象进行解释激发学生的学习热情。情感态度与价值观培养学生的环保意识。教学重点：大气主要污染物及其危害，改善大气质量的主要方法。教学难点：臭氧层受损和汽车尾气系统中催化转化器的化学反应原理。教学过程：引入新课：20世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，人类创造了空前丰富的物质财富。而与此同时，自然资源的过度开发和消耗，污染物的大量排放，也导致了全球性的资源短缺、环境污染和生态恶化。学生活动：看漫画，指出漫画要表达的思想（2004年中央电视台首届全国漫画大赛作品） 水体污染 固体废弃物污染 温室效应 大气污染酸雨蔓延臭氧层破坏学生活动：对以上漫画主题中所涉及到的环境污染类型进行分类（1）大气污染第一节内容（2）水体污染第二节内容（3）垃圾污染第三节内容板书：第一节 改善大气质量阅读并思考：1. 大气的污染物有哪些？2. 有人说“大气污染物都是由人类活动产生的”，你对此观点的看法如何？3. 能否解说23种大气污染的典型例子（要求说明过程中所涉及的化学反应）？4. 对于大气质量的改善，你能提出哪些应对措施呢？除教材所提及的，你所了解的还有哪些方法呢？知识讲解：一、大气污染物A.颗粒物：粉尘、烟、雾等； B.有害气体：硫的氧化物（SO2和SO3）、氮的氧化物（NO和NO2）、CO、碳氢化合物、CH4、氟氯代烷（氟里昂）等；C.产生：自然因素与人为因素D.危害：多方面的，既危害人体健康，又影响动植物的生长，严重时会影响地球的气候；二、大气污染的典型例子1. 酸雨（可观看视频与动画）正常雨水的pH = 5.6（为什么？由于空气中CO2溶于雨水所导致）酸雨的pH5.6原理：酸性氧化物（SO2、NO2等）与水反应生成酸SO2 + H2O = H2SO32H2SO3 + O2 = 2H2SO4（大气中的烟尘等都是反应的催化剂）3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO危害：具有破坏环境，影响动植物进行正常的生命活动的危害性；措施：P80学与问（建议：结合后面提及的改善大气质量的方法进行讲授，最后再对各种的措施进行归纳小结）2. 臭氧层的破坏和保护 作用：臭氧层吸收来自太阳的大部分紫外线3. 温室效应与全球气候变暖原因：温室气体含量增多危害：全球变暖会对人类生活带来很大的影响，可能导致两极冰川的融化，使海平面升高，淹没许多城市，世界上大约有1/3的人口生活在沿海岸线60km范围之内的，世界上35座最大的城市中有20座地处沿海，海平面升高无疑将是对人类的巨大威胁。地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化，现在温带的农业发达地区，由于气温的升高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区退化成草原，干旱区会变得 更干旱，土地沙漠化，使农业减产。措施：（思考如何减少大气中二氧化碳的含量？）三. 改善大气质量（对上述提及的改善大气质量的应对措施进行小结）1. 减少化石燃料燃烧产生的污染（1）改善燃煤的质量；（2）改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等；2CaCO3 + O2 + 2SO2 = 2CaSO4 + 2CO2（3）发展洁净煤技术，开展煤的综合利用；C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)（4）调整和优化能源结构，加快利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能等新能源；2. 减少机动车尾气污染（1）推广使用无铅汽油；（2）在汽车尾气系统中装置催化转换器；（3）以液化石油气为原料；（4）以电能推动；3. 减少室内空气污染来由：I.来自家用燃料燃烧、烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁；II. 建筑材料和装饰材料带来的危险：它们有的含有挥发性有机物，如甲苯、苯、二甲苯、甲醛等；还有放射性元素，如氡。第二节 爱护水资源教学目的：知识与技能了解世界和我国的水资源状况，学习用辨证的方法看待水资源的丰富和有限。过程和方法 通过对日常生活中常见的现象进行解释激发学生的学习热情。情感态度与价值观初步懂得合理利用和保护水资源的重要性和迫切性，从而形成节约用水、保护环境的良好品德；教学重点：水体污染的类型及其危害，改善水质的主要方法。教学过程：新课导入：观看视频水的重要性、水的污染阅读并思考：1. 20世纪50年代，日本出现了水俣病和痛痛病，病者痛苦不堪，甚至死亡，你能解释致病的原因吗？2. 2003年5月28日6月2日，渤海辽东湾的葫芦岛海域接连发生两起赤潮，你知道赤潮是怎样形成的吗？它有什么危害？3. 有关水体污染的事件，你知道的还有哪些呢？4. 对于水质的改善，你能提出哪些应对措施呢？除教材所提及的，你所了解的还有哪些方法呢？知识讲解：一、重要的水资源地球上70%都是水，但是淡水只占全球储水量的2.53%，而其中冰川和雪覆盖的冻土层中的水难以利用，可利用的淡水就只有其中30.4%。我国的总水量居全世界第六位，但由于人口众多，人均占水量居世界第八十几位，在加上人为的污染，那么可以利用的水资源就少之又少了，因此有人预言21世纪的水对人类的重要性，将如同20世纪的石油一样，成为决定国家富裕程度的珍贵商品！二. 水体污染的类型1. 重金属污染成分：主要包括汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和铬（Cr）等；来源：主要来自化工、冶金、电子电镀的行业排出的废水； 危害：（1）水中的重金属污染物可以通过水中的食物链被富集，进入人体，引起人体急性或慢性中毒；（2）某些污染物可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物，如：重要事件：日本的水俣病和痛痛病事件水俣病就是无机汞转化为有机汞而引起的汞中毒事件19531956年日本熊本县水俣市，因为氮肥厂排放了含有汞废渣和废水，造成水俣湾水体受到汞和甲机汞污染，并在鱼贝类体内富集，人长期食用这种鱼贝会引起中毒，引起麻痹，运动失调，痉挛中枢神经病症，严重眼睛失明，精神错乱。在当时发病人数283人，其中60人死亡。金属镉与疼痛病1931年起，日本富山县神通川流域出现了一种怪病，使许多妇女自杀。原因是得了骨痛病，又名痛痛病，表明痛得厉害，用一个痛字还不足以形容。这种病一开始是在劳动过后腰、手、脚等关节疼痛，在洗澡和休息后则感到轻快；延续一段时间后，全身各部位都神经痛、骨痛尤烈，进而骨骼软化萎缩，以致呼吸、咳嗽都带来难忍之苦，因而自杀。 事后据研究发现，此病是由于锌、铅的冶炼厂排放了含镉的废水污染了河流，而农民用污染的水灌溉农田，人们又长期食用含镉水灌溉的稻米，因而中毒。 2. 植物营养物质污染富营养化（思考：何谓植物营养物质）概念：氮、磷、钾等的一些微量元素，是植物生长所必需的养料，称为植物营养素。原理：蛋白质在水中分解的过程是：蛋白质氨基酸氨，NH3在微生物的作用下氧化成 HNO2，既而进一步氧化成HNO3，最后以硝酸盐的形式为水生植物养料，其过程为：2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O2NHO2 + O2 = 2HNO3危害：形成赤潮3. 其它水体污染（阅读教材P92案例3 世界上最大的原油泄漏事件与科学史话杀虫剂DDT的功与过） 原油泄漏 DDT的结构式三. 改善水质三级处理：1. 混凝法明矾净水主要原理：Al3+ + 3H2OAl(OH)3（胶体）+ 3H+产生的Al(OH)3胶体带正电，而水中悬浮颗粒大多数都是带负电，当带负电的悬浮颗粒遇到带正电的氢氧化铝胶体时会凝聚，而达到净水的效果。2. 中和法主要原理：通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法；常用试剂：碱 熟石灰；酸 硫酸和二氧化碳Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O中和法注意事项：（1）对于高浓度的酸、碱废水，应先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸碱，节省资源，又保护环境；（2）用熟石灰处理污水，钙离子的浓度有所增加，水的硬度增大；3. 沉淀法主要原理：加沉淀剂使金属离子形成沉淀的污水处理方法；如在含汞离子的水中加入硫化钠就可以使汞离子转化为硫化汞沉淀除去。Hg2+ + S2- = HgS4. 氧化还原法主要原理：利用氧化还原反应除去水中有毒物质的处理方法；5. 饮用水消毒主要作用：杀灭可引起霍乱、伤寒、痢疾等疾病的细菌；消毒原理：细菌属于微生物，其抗氧化性、耐温性都较弱，加入氧化剂或施加高温等均可使水无毒化；第三节 垃圾资源化教学目的：知识与技能1. 了解垃圾处理常用的方法；2. 了解垃圾资源化的重要意义。过程与方法通过对日常生活中常见的现象进行解释激发学生的学习热情。情感态度与价值观 认识“白色污染”的危害，以及废弃塑料回收和再利用的途径。教学重点：大气主要污染物及其危害，改善大气质量的主要方法。了解垃圾处理常用的方法和垃圾资源化的重要意义，认识“白色污染”的危害，以及废弃塑料回收和再利用的途径。教学难点：废弃塑料回收和再利用的途径。教学过程：新课导入：有人说：“世界上没有真正的垃圾，只有放错了地方的资源”。那我们该如何的放置资源，变废为宝呢？显然我们要搞清以下两者间的关系：设问：1. 城市垃圾有哪些?2. 垃圾处理的方法有哪些？学生讨论总结：（可展示图片加以引导）小结：一、垃圾的种类（1）食品垃圾：指人们在买卖、储藏、加工、食用各种食品的过程中所产生的垃圾。这类垃圾腐蚀性强、分解速度快，并会散发恶臭。（2）普通垃圾：包括废弃纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、废橡胶、破皮革制品、废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品和尘土等。（3）建筑垃圾：包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、废木材、废管道及电器废料等。（4）清扫垃圾：包括公共垃圾箱中的废弃物、公共场所的清扫物、路面损坏后的废物等。（5）危险垃圾：包括干电池、日光灯管、温度计等各种化学和生物危险品，易燃易爆物品以及含放射性物的废物。二. 垃圾处理基本原则：无害化、减量化、资源化主要方法：（1）露天堆放：影响城市景观，同时污染了与我们生命至关重要的大气、水和土壤，对城镇居民的健康构成威胁；（2）卫生填埋法：避免了露天堆放产生的问题，其缺点是建填埋场占地面积大，使用时间短（一般十年左右），造价高，垃圾中可回收利用的资源浪费了；而且填埋场的渗出液容易污染其周围的土壤和水体；（3）堆肥法：这种方法是利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解，使之形成肥料，作为农作物的营养，从而达到垃圾处理，净化城市环境，又提高土壤肥力的目的，但堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染；并且这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行，它具有很好的发展前景；（4）焚烧法优点：占地少，能大大减少排放量，使垃圾体积缩小50%95%；焚烧温度高，能彻底消灭病原体；焚烧过程中产生的热量可用于城市供暖、发电等；缺点：投资大，烧掉了可回收的资源，释放出有毒气体，如二恶英、电池中的汞蒸汽等，并产生有毒有害炉渣和灰尘；过渡：我们要处理好垃圾类型与处理方法两者的关系，我们就必须对垃圾进行分类回收。知识讲解：三. 垃圾的分类与回收垃圾分类的方法及其类型（六个粗分的一级类别，八个细分的二级类别）：四、个别垃圾个别处理1. 白色污染的危害与治理（1）涵义：废塑料制品造成的环境污染（2）危害：A、大部分塑料在自然环境中不能被微生物分解，埋在土里经久不烂，长此下去会破坏土壤结构，降低土壤肥效，污染地下水；B、焚烧废气塑料会产生有毒气体，对大气造成污染。例如：焚烧废气的聚氯乙烯塑料会产生HCL等；C、制备发泡塑料时，常常加入氟氯代烷作为发泡剂。当发泡塑料被扔掉后，释放出的氟氯代烷会破坏臭氧层和加剧温室效应；（3）处理A、治理的基本思路a、改进塑料的配方和生产工艺，研制一些易分解的新型塑料，在一定条件下，经过一定时间会降解为简单物质或