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第十一单元　化学与社会发展
第四节　化学与环境保护
设计说明 在前面有关水、空气、化石燃料及金属等的章节中，已提到一些环境污染及保护的知识，并且学生通过各种媒体和个人的生活经历也了解了许多环境方面的知识，已经知道空气污染及污染来源：空气污染主要是空气中存在一定浓度的有害气体和烟尘，目前计入空气污染的项目是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物，而这些物质主要来自于燃料的燃烧、工业生产和机动车排放的废气等；水资源污染及污染源：水污染主要来自于工业废水、农业废水和生活污水。本节教学应在充分尊重学生已有知识及个人生活经验的基础上，让学生通过回顾、交流、讨论、探究、总结等方式，完成对本节知识的建构，并通过这种建构过程，感悟化学在环境保护中的重要作用，从而进一步树立绿色化学的观念。无论是控制或防治环境污染和生态恶化，还是改善环境质量、保护人体健康、促进国民经济持续发展等各个方面，化学都可以发挥重要作用。通过本节的教学，可以使学生认识水、大气污染的主要原因、主要污染物及危害，认识化学在环境保护中所起的作用，初步形成正确合理地使用化学物质的意识，树立绿色化学观念。 教学目标 知识与技能 1.知道水、大气污染的主要原因、主要污染物及其危害。 2.了解防治水、大气污染的一般原则和方法。 3.了解大气、土壤、水污染的现状，以及污染的成因、危害及防护措施。 4.通过探究，知道酸雨的形成、危害。 过程与方法 认识化学在环境保护中所起的作用，一方面是通过禁止某些反应发生、控制或改变反应途径等杜绝有害物质产生，另一方面是将有害物质转化为无害物质。 情感、态度与价值观 初步形成正确、合理地使用化学物质的意识，确立绿色化学观念，树立保护环境、与自然和谐相处的意识。 重点难点 教学重点 知道水、大气污染的主要原因、主要污染物及其危害。 教学难点 形成正确、合理地使用化学物质的意识，确立绿色化学观念，树立保护环境、与自然和谐相处的意识。 教学方法 1.密切联系生产、生活实际，多把学生熟悉的事物或事例引入课堂。 2.实验探究法、归纳总结法。 教具、学具 多媒体教学、CAI课件。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 投影： 　　　　　　 师：在工农业生产和日常生活中，人们随意向大自然排放或倾倒的有害物质，对生态环境造成了严重的污染与破坏。防治环境污染已成为保护人类生存环境、保障社会发展的全球性大事。 讲授新课 一、保护生命之源 师：水是生命之源，但大自然赐予我们的水资源却十分有限。同时由于人类的生产、生活可能对水质造成破坏，又进一步加剧了水资源危机。 投影： 　　　　　 水污染导致鱼类死亡　　　　　　石油泄漏使海洋受到污染 师：请同学们阅读课本108页，并回答造成水污染的原因是什么？水污染的危害有哪些？ 生：讨论后回答。 1.水污染的原因：水污染主要来自工业废水、农业废水和生活污水的排放。 2.水污染的危害：水污染不仅会破坏水生态系统、影响工农业和渔业生产，还会直接威胁人体健康及生命安全。 师：请同学们根据自己掌握的资料回答课本108页交流共享中的问题。 生：在教师的引导下，讨论并回答。 （1）病原体：城市生活污水，如医院、制革、屠宰业排放的未经处理的废水中常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫等。任意排放会使水体受到污染而传播疾病。 （2）需氧物质：生活污水中含有较多的糖类、蛋白质、油脂、木质素等有机物，在分解和氧化时大量消耗水中溶解的氧气，使水中生物呼吸困难，大量死亡，造成水质恶化。 （3）富营养物质：化肥、饲料、合成洗涤剂的一些添加剂，由于其中的氮、磷而使水体营养过剩，一些藻类疯长，从而危害鱼类、恶化水质。 （4）有毒物质：工业生产中的有毒物质，如汞、铅、铬、镉、砷、硒的化合物，氰化物，农业生产中的农药等渗入水中，造成有毒物质污染。 （5）热污染：工矿企业排出的高温废水和工业冷却水使水体温度变化无常，破坏生态系统。 教师点拨： 3.治理水污染的常用方法 利用化学方法处理废水是治理水污染的常用方法。 （1）中和法：处理酸性或碱性废水，调节废水的pH。 （2）氧化法：利用氧化剂除去水中的有毒物质，使之变为无毒物质。 投影： 教师点拨：可从酸的性质入手考虑。 生答：…… 教师总结： （1）用活泼金属，如铁粉等。 （2）用金属氧化物，如氧化铁或氧化铜等。 （3）用盐，如石灰石粉或纯碱等。 （4）用碱，如熟石灰或烧碱等。 从价格方面考虑，石灰石粉和熟石灰都可行，从操作和使用角度考虑，熟石灰加入过量时溶液会变为碱性；石灰石粉过量可用过滤的方法除去。 过渡：人们已经认识到水污染的危害之大，已经采取了积极的防治措施。 讲解： 4.水污染的防治措施 （1）依据不同的水质标准对水资源进行分类管理； （2）加强水质监测； （3）禁止污水排放； （4）加强对新技术、新工艺的研究与应用，力争实现无污染生产。 过渡：爱护水资源，除要防治水污染，在生活中还要注意节约用水，认识“国家节水标志”。 投影： 知识拓展：赤潮和水华 某些工业废水、农业废水及生活污水中含有较多的氮、磷等植物营养成分，大量排入水体后，在水中富集，导致浮游植物和浮游动物过量繁殖，水中溶解氧的含量显著减少，致使鱼类等水生生物大量死亡。这种现象就是水体的富营养化。赤潮和水华就是分别发生在海洋和淡水中的富营养化污染现象。 近几年来，随着国民经济的迅速发展，我国赤潮与水华频发，对环境和水产养殖业的发展构成严重威胁。 　　　　　 赤潮　　　　　　　　　　　　　　水华 二、还人类洁净的空气 过渡：空气污染问题一直是社会的热点问题。是哪些物质造成了空气污染？ 讲解： 1.空气污染物 包含有害气体和烟尘。 （1）有害气体包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧等。 （2）烟尘应该是可吸入颗粒物，它是指颗粒直径在10 μm以下、可以进入人的呼吸系统的颗粒物。可能来自工业烟尘、风扬起的灰尘，或者来自空气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物及其他化合物互相作用形成的细小颗粒物等。 师问：这些污染物源自哪里？ 投影：2.空气污染物的主要来源 　　　　　 化石燃料燃烧　　　　　　　　　　　汽车尾气 　　　　 地面扬尘　　　　　　　　　　工厂排放尾气 生答：化石燃料的燃烧、汽车尾气、地面扬尘、工厂排放尾气。 过渡：空气污染有哪些危害呢？ 讲解：3.空气污染的危害，主要是损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。全球气温变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。 过渡：那么酸雨是什么？又是怎么形成的？ 讲解：4.酸雨 （1）酸雨的形成：煤燃烧产生的二氧化硫和汽车发动机产生的氮氧化物气体排放到空气中，与大气中的水发生化学反应，生成酸，随雨水降落到地面，便形成酸雨（pH<5.6的降水就称为酸雨）。 投影： 　　　　　　 讲解：排放到空气中的二氧化硫和氮氧化物遇雨水发生如下化学反应： SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO 酸雨的主要成分是硫酸与硝酸。 投影： 　　　　　　 腐蚀文物古迹　　　　　　　　 使土壤酸化造成树木枯死 过渡：这些现象都是酸雨造成的，酸雨的危害有哪些？ 讲解：（2）酸雨的危害：酸雨能酸化土壤、污染水体、腐蚀建筑及文物古迹、加速金属制品的锈蚀 实验探究： 模拟酸雨对植物种子发芽率的影响 1.取3个培养皿，底部各铺一层吸水纸。 2.各取50粒绿豆，分别摊放在3个培养皿内，并用吸水纸覆盖。在培养皿上分别贴上写有“pH=1”“pH=4”“pH=7”（作为对照）的标签。 3.每天分别以pH为1、4的硫酸溶液和清水浇淋对应培养皿，保持吸水纸总是湿润即可，持续时间为一周。 4.计算各培养皿中绿豆的发芽率。 讲解：种子发芽率的高低与浇淋溶液的pH密切相关，pH为1的溶液浇淋的种子发芽率最低，pH为7的清水浇淋的种子发芽率最高。 过渡：酸雨的危害这样大，怎样预防酸雨的发生呢？ 讲解：（3）酸雨的防治措施 ①为减少或消除煤炭燃烧产生的二氧化硫，人们向煤炭中加入石灰石或生石灰作为固硫剂制成型煤。型煤燃烧后，产生的SO2以硫酸盐形式留在灰渣中，从而达到减少污染的目的。反应的化学方程式如下： S+O2SO2 SO2+CaOCaSO3 2CaSO3+O22CaSO4 ②汽车尾气也是导致酸雨的重要原因。为减少有害气体的排放，人们在汽车排气管上安装“催化转化器”，使尾气中的一氧化碳和氮氧化物（NOx）转化为氮气和二氧化碳。 三、与自然和谐相处 过渡：化学产品极大地丰富了人类的物质生活，提高了人们的生活质量，但这些化学产品在生产和使用过程中也产生了大量的废物，污染了环境。 讲解： 1.环境污染分为两个过程：一是由污染源产生污染物；二是污染物经过各种转化或转移，有害物质进入环境，产生危害。 2.污染的防治应从三方面考虑：一是消除污染源；二是禁止向环境中排放污染物；三是等污染物进入环境、产生危害后，再治理。哪一种方法更好呢？ 设问：尽管水和大气的污染是可以治理的，但我们毕竟要付出比较大的代价，那么我们怎样从源头上杜绝或减少污染？ 师：发展绿色化学，杜绝污染源。 教师点拨： 3.绿色化学：又称环境友好化学，是指对环境没有污染的化学，它要求从源头上消除污染，绿色化学是21世纪化学发展的主导方向。 （1）绿色化学的核心 绿色化学的核心是要利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 （2）绿色化学的目标 按照绿色化学的原则，最理想的化工生产方式就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。因此，寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源，且在各个环节都能实现洁净、无污染的反应途径和工艺。 投影： 　　　　　　 用可降解塑料制成的塑料袋和餐盒　　　　　太阳能电池板 某化学课外兴趣小组的同学利用废铜制取硫酸铜，设计了如下两个方案： （1）CuCuOCuSO4 （2）CuCuSO4（已知：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O） 从绿色化学的视角考虑，你认为哪一个方案更合理？ 生：讨论后回答。 方案（1）更合理。 因为方案（1）不产生污染物二氧化硫，且原料的利用率高。 课堂小结 水污染、大气污染、铅中毒、保护母亲河等是我们常常挂在嘴边上的词，对于大家来说也并不陌生。但我们对水、大气污染的认识仅仅停留在被污染这个层面，对污染的原因、污染的防治，知道的并不多，通过本节课的学习和讨论，引导大家正确认识我们面临的环境考验，重视环境保护，达到与自然和谐相处的目的。 当堂达标 1.下列关于保护环境的措施中不可取的是（　　） A.加强水质监测及污水处理 B.在汽车排气管上安装“催化转化器” C.植树造林，增大绿化面积 D.关闭所有的化工企业 答案：D 2.“绿色化学”的核心是在化学反应过程中或化工生产中，尽量减少使用或 彻底消除有害物质。下列做法中，符合“绿色化学”的是（　　） A.生产或使用剧毒农药 B.造纸厂用二氧化硫进行纸浆漂白 C.利用双氧水制氧气 D.化工厂产生的废气向高空排放 答案：C 3.下列情况不会造成大气污染的是（　　） A.汽车排放的尾气 B.烟尘 C.植物的光合作用 D.工厂排放的废气 答案：C 4.为了增强环保意识，变废为宝，学校实行垃圾分类回收。绿色垃圾箱用来装可回收再利用垃圾，黄色垃圾箱用来装不可回收垃圾。下列物质应扔进绿色垃圾箱的是（　　） ①旧报纸　②废铝线　③一次性塑料饭盒　④口香糖　⑤果皮　⑥空矿泉水瓶　⑦废铁锅　⑧易拉罐 A.①②③⑥⑦ B.②③⑤⑦⑧ C.③④⑤⑦⑧ D.①②⑥⑦⑧ 答案：D 5.空气质量日报是环境监测部门对一个地区空气质量情况所做的监测报告。目前计入空气主要污染物的是可吸入颗粒物、一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物等。下列情况能直接造成空气污染的是（　　） A.把煤作为主要燃料 B.随意丢弃塑料垃圾 C.随意丢弃废电池 D.利用太阳能、风能等清洁能源 答案：A 6.为改善空气质量，有如下建议：①植树造林，增加绿化面积；②禁止尾气排放不达标的汽车行驶；③将污染重的工厂烟囱加高；④加速燃气化建设，改烧煤为烧煤气或天然气。你认为以上建议合理的是_________。 答案：①②④ 板书设计 第十一单元　化学与社会发展 第四节　化学与环境保护 一、保护生命之源 1.水污染的原因 2.水污染的危害 3.治理水污染的常用方法 4.水污染的防治措施 二、还人类洁净的空气 1.空气污染物 2.空气污染物的主要来源 3.空气污染的危害 4.酸雨 三、与自然和谐相处 1.环境污染的两个过程 2.污染的防治 3.绿色化学 教学反思

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