2019-2020年高中化學(xué)集體備課 《第四章 保護生存環(huán)境》第二節(jié)　愛護水資源教案 蘇教版選修1.doc

2019-2020年高中化學(xué)集體備課 第四章 保護生存環(huán)境第二節(jié)愛護水資源教案 蘇教版選修1課題：第二節(jié)愛護水資源（一）授課班級課 時教學(xué)目的知識與技能1、知道地球上的水的存在和水在自然界的存在情況2、了解水資源的狀況過程與方法通過對水資源的了解，學(xué)習(xí)用辯證的方法看待水資源的豐富和有限情感態(tài)度價值觀 增強學(xué)生節(jié)約用水和保護水資源的意識 重 點認識水體污染的危害難 點培養(yǎng)合理利用和保護水資源的意識知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計第二節(jié) 愛護水資源一、水體資源的危害1、重金屬污染2、植物營養(yǎng)物質(zhì)污染（1） 蛋白質(zhì)在水中的分解過程：2NH3+3O2 2HNO2+2H2O2HNO2+O2 2HNO3（2）“赤潮” “水華”3、水體的富營養(yǎng)化：水體中營養(yǎng)物質(zhì)過多蓄積而引起的污染。4、石油污染5、殺蟲劑污染教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動導(dǎo)課水是寶貴的自然資源，是地球上一切生命賴以生存的 物質(zhì)基礎(chǔ)之一。 20世紀以來， 全世界人口增長了3倍， 經(jīng)濟增長了20倍，用水量增加了10倍，水資源的匱乏已 嚴重威脅世界經(jīng)濟的發(fā)展和人類生存。有專家預(yù)測，水資 源危機將成為21世紀繼能源危機后又一全球性危機.如果我們不再保護水資源的話，我們終會有一天喝的不是地球上的水，而是人類自己的眼淚。 投影 投影板書第二節(jié) 愛護水資源講水是一種寶貴的資源, 隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人口的增長，許多江河湖庫都遭到不同程度的污染，使有限的水資源從質(zhì)量上受到嚴重的影響。板書一、水體資源的危害講重金屬元素是無機有毒物質(zhì)的主要組成部分，在水體中表現(xiàn)出不同程度的毒性效應(yīng)。重金屬污染了水體，可在生物體中富集，通過食物鏈的作用，能逐級在較高級的生物體內(nèi)增加其含量。土壤重金屬污染會使污染物在植（作）物中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。投影案例：日本的水俁病事件和痛痛病事件水俁病事件發(fā)生于19531956年，在日本熊本縣水俁市。發(fā)生的原因是含無機汞的工業(yè)廢水污染水體，使水俁灣的魚中毒，并將汞積累于魚體（主要是頭部），人食魚后受害，汞中毒者283人，死亡60人，日本人稱為患“水俁病”。1973年兩次水俁病患者共900多人，死亡近50人，還有2萬多人受到不同程度的毒害。痛痛病事件發(fā)生于19551957年，在日本富山縣神通川流域。發(fā)生的原因是鉛、鋅等冶煉廠排放含鎘廢水，污染神通川水體，兩岸農(nóng)民用以灌溉農(nóng)田。使土壤中的含鎘量達12g/t。居民食用污染后的稻米和水中毒。1972年3月止，患者已超過180人，死亡34人。此外，還有100多人出現(xiàn)可疑的病癥。由于患者經(jīng)常呼叫呻吟，日本人稱之為患“痛痛病”。投影圖4-21日本的水俁病患者板書1、重金屬污染講水中的重金屬污染物包括Hg、Pb、Cr、Cd，這些重金屬污染物主要來自化工、冶金、電子、電鍍等行業(yè)排放的廢水。它們在生物體內(nèi)積累，不易排除體外，因此危害很大。值得注意的是水中的重金屬污染物可以通過水中的食物鏈被富集，濃度逐漸加大，而人處于食物鏈的終端，通過食物和飲水，將這些金屬攝入體內(nèi)，引起人體急性或慢性中毒（案例1中魚和貝類體內(nèi)的汞比水中高出上萬倍）。投影講日本的水俁病發(fā)生原因：水中的某些重金屬污染物又可被微生物轉(zhuǎn)化成毒性更大的有機化合物，例如水中汞會轉(zhuǎn)化成有機汞：投影HgCl2+CH4CH3HgCl+HCl 講CH3HgCl的毒性比HgCl2更大，日本的水俁病就是無機汞轉(zhuǎn)化為有機汞引起的汞中毒。閱讀資料卡片板書2、植物營養(yǎng)物質(zhì)污染投影案例2 ：赤潮據(jù)報道2003年5月28日6月2日，渤海遼東灣的葫蘆島接連發(fā)現(xiàn)兩次赤潮，總面積達140平方公里，其中約有60平方公里在該市的水產(chǎn)養(yǎng)殖海洋監(jiān)控區(qū)。在赤潮區(qū)的海洋面上漂浮著大量死魚，給漁業(yè)帶來嚴重損失。據(jù)悉，近年來，赤潮在我國近海呈現(xiàn)頻發(fā)之勢，赤潮災(zāi)害嚴重威脅我國海域生態(tài)環(huán)境，并給海洋經(jīng)濟帶來巨大損失。2000年我國近海共發(fā)現(xiàn)28次赤潮，面積累計超過1萬平方公里。僅遼寧、浙江兩次較大赤潮造成的漁業(yè)損失就近3億元。投影圖4-23赤潮講生活污水或某些工業(yè)廢水中，經(jīng)常包含氮磷化合物，它們是植物生長發(fā)育的養(yǎng)料，稱為植物營養(yǎng)素。含氮的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，含磷的物質(zhì)主要是洗滌劑和不合理使用的磷肥。蛋白質(zhì)在水中的分解過程是：蛋白質(zhì)氨基酸氨。氨在微生物作用下被氧化成亞硝酸，進一步被氧化成硝酸，以硝酸鹽形式成為植物的養(yǎng)料，其過程為：投影2NH3+3O2 2HNO2+2H2O 2HNO2+O2 2HNO3板書（1） 蛋白質(zhì)在水中的分解過程：2NH3+3O2 2HNO2+2H2O2HNO2+O2 2HNO3講含氮磷化合物在分解過程中，大量消耗水中的氧，并釋放養(yǎng)分，而使藻類和其它浮游植物大量繁殖，由于占優(yōu)勢的浮游生物顏色不同，使水面呈蘭色、紅色、棕色等。這種現(xiàn)象發(fā)生在海域稱為“赤潮”，發(fā)生在江河湖泊中則叫“水華”。板書（2）“赤潮” “水華”投影圖4-24水華講由于水體中營養(yǎng)物質(zhì)過多蓄積而引起的污染，叫水體的富營養(yǎng)化。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化后，首先是大量繁殖的浮游生物會使原本水清如鏡的水體變得渾濁有色。其次是藻類等浮游生物死亡后的殘骸被微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，使得溶解氧降低。再有是部分浮游生物殘骸沉積在水體底層發(fā)生腐化，產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體。此外一些浮游生物還會分泌出毒素。所有這些都會對水體生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞，導(dǎo)致魚類大量死亡，嚴重影響漁業(yè)生產(chǎn)。此外，富營養(yǎng)化水體由于亞硝酸鹽和硝酸鹽含量較高，人畜長期飲用，也會中毒致病。板書3、水體的富營養(yǎng)化：水體中營養(yǎng)物質(zhì)過多蓄積而引起的污染。講為遏止水體的富營養(yǎng)化，我國已于2000年禁止與生產(chǎn)銷售含磷洗衣粉，以無磷洗衣粉取代，走“綠色洗滌之路”，投影資料：污染水體的物質(zhì)一般可分為以下幾類： 1無機污染物包括酸、堿、無機鹽等。 2有機污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、碳氫化合物、合成洗滌劑等。 3有毒物質(zhì)包括重金屬（鉛、鉻、汞、鎘等）鹽類、氰化物、氟化物、砷化物、酚類、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥等。 4致病微生物包括各種病毒、細菌、原生物等。 5耗氧污染物有些有機物和無機物，能消耗水中溶解的氧氣，使水發(fā)黑變臭，危害水生生物的生存。 6植物營養(yǎng)物質(zhì)有些物質(zhì)中含有植物生長所需要的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素（如含磷洗衣粉、化肥、飼料等），這些物質(zhì)能促使水中藻類瘋長，從而消耗水中的氧氣，危害魚類的生長，造成水質(zhì)惡化。 此外，還有石油工業(yè)帶來的油污染、熱電廠造成的熱污染、核電廠帶來的放射性污染等，不僅污染水體，危及水生動物，還會危害人體健康。板書4、石油污染投影案例3：世界上最大的原油泄露事件世界上最大的原油泄漏事件發(fā)生在1991年海灣戰(zhàn)爭造成的石油傾瀉。因油港油庫破壞而流入海灣的原油多達100多萬噸。海面漂浮著一層厚厚的浮油，海水幾乎掀不起浪來，只能像泥漿般涌動著。這一地區(qū)的海鳥，身上沾滿了石油，無法飛行，只能在海灘和巖石上待以斃命。其他海洋生物也沒能逃過這場災(zāi)難，鯨、海豚、海龜、蝦蟹以及各種魚類都被毒死或窒息而死，成為這場戰(zhàn)爭的最大受害者。板書5、殺蟲劑污染科學(xué)史話 DDT的功與過在農(nóng)業(yè)上使用DDT，減少病蟲害，使農(nóng)業(yè)糧食增產(chǎn)15%；DDT的使用，有效殺死蚊蠅、體虱，從而避免瘧疾、斑疹傷寒的流行，拯救了數(shù)以千萬計的生命。保羅米勒于1948年榮獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。但是由于長期使用化學(xué)殺蟲劑，對環(huán)境嚴重污染，對天敵不分敵我，害蟲對殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性等問題日漸突出。此外，有機氯類殺蟲劑進入動物體內(nèi)不能代謝排泄，會留下潛在的威脅，已使大量珍稀動物瀕臨滅絕。1962年美國生物學(xué)家萊切爾卡遜對DDT造成的公害寫到：“天空無飛鳥，河中無魚蝦，成群雞鴨牛羊病倒和死亡，果樹開花但不能結(jié)果，農(nóng)夫們訴說著莫明其妙的疾病接踵襲來?？傊鷻C勃勃的田野和農(nóng)莊變得一片寂靜，死亡之幽靈到處游蕩”。隨后，世界各國相繼明令禁止生產(chǎn)和使用DDT。諾貝爾獎委員會對此項諾貝爾獎頒布表示深深的愧疚。可見殺蟲劑是一把雙刃劍，它在對人類做出貢獻的同時，卻又害苦了人類。現(xiàn)在害蟲依仗自身對殺蟲劑的抗藥能力，正與人類進行著持久戰(zhàn)。投影DDT結(jié)構(gòu)式：小結(jié) 教學(xué)回顧：教 案課題：第二節(jié)愛護水資源（二）授課班級課 時教學(xué)目的知識與技能 掌握水體污染的來源、危害有防止水體污染的措施過程與方法1、通過對水體污染的學(xué)習(xí)，學(xué)會調(diào)查與分析、理論與實踐相結(jié)合的方法2、學(xué)習(xí)利用身邊的資源獲取信息，與同學(xué)合作交流的方法情感態(tài)度價值觀 培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會，為社會做貢獻的社會責(zé)任感重 點了解幾種主要的汗水處理方法難 點混凝法、中和法和沉淀法在汗水處理中的應(yīng)用知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計二、改善水質(zhì)1、污水處理工藝：一級、二級和三級。2、污水處理中的化學(xué)反應(yīng)及原理：（1）混凝法膠體性質(zhì) Al3+3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+（2）中和法主要原理：通過加堿中和酸或加酸中和堿的污水處理方法；常用試劑：堿 熟石灰；酸 硫酸和二氧化碳Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O (3)沉淀法主要原理：加沉淀劑使金屬離子形成沉淀的污水處理方法；如在含汞離子的水中加入硫化鈉就可以使汞離子轉(zhuǎn)化為硫化汞沉淀除去。Hg2+ + S2- = HgS（4）氧化還原法主要原理：利用氧化還原反應(yīng)除去水中有毒物質(zhì)的處理方法；教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動引入在了解了以上水體污染及其危害，我們應(yīng)該怎樣預(yù)防和消除水體污染？板書 二、改善水質(zhì)講重復(fù)利用廢水，回收廢水中的有用成分。減少廢水排放量，采用革新工藝，降低廢水中污染物濃度，加強污水處理，達標排放。加強對污染源的監(jiān)管等。投影板書1、污水處理工藝：一級、二級和三級。投影講配合流程圖講解現(xiàn)代污水處理技術(shù)：現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應(yīng)用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級處理主要是應(yīng)用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程，將污水中的各種復(fù)雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì)。生物處理對污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學(xué)方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復(fù)雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處理要求。 污水一級處理為預(yù)處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達到飲用水質(zhì)標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應(yīng)用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解決日益嚴重的水污染問題。自學(xué)污水處理中的化學(xué)反應(yīng)及原理：向污水中投加某中化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的污染物質(zhì)。常用的方法有化學(xué)沉淀法混凝法、中和法、氧化還原（包括電解）法。講水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，通常都帶有負電荷，若向水中投加帶相反電荷的電解質(zhì)（混凝劑），可是污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可除去污水中細分散固體顆粒、乳狀油及膠狀物質(zhì)。目前常用的混凝劑有：明礬、堿式氯化鋁、鐵鹽等。板書 2、污水處理中的化學(xué)反應(yīng)及原理：（1）混凝法膠體性質(zhì) Al3+3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+講用于處理酸性廢水及堿性廢水。向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化鈉等進行中和，向堿性廢水中吹入含CO2的煙道氣或其它酸性物質(zhì)中和。板書 （2）中和法主要原理：通過加堿中和酸或加酸中和堿的污水處理方法；常用試劑：堿 熟石灰；酸 硫酸和二氧化碳Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O 講向污水中投加某中化學(xué)物質(zhì)，使它與污水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。這種處理方法常用于處理含重金屬、氰化物等工業(yè)生產(chǎn)污水的處理。在處理含鋅廢水時，一般投加石灰沉淀劑；處理含汞廢水時，可采用硫化鈉進行共沉處理；含鉻污水，可采用碳酸鋇、氫氧化鋇等為沉淀劑生成難溶的鉻酸鋇沉淀。板書 (3)沉淀法主要原理：加沉淀劑使金屬離子形成沉淀的污水處理方法；如在含汞離子的水中加入硫化鈉就可以使汞離子轉(zhuǎn)化為硫化汞沉淀除去。Hg2+ + S2- = HgS講 廢水中呈溶解狀態(tài)的有機和無機污染物，在投加氧化劑或還原劑后，由于電子的遷移，而發(fā)生氧化或還原作用，使其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。在工業(yè)處理污水時，可用到的氧還劑有：O2、CI2、O3、Ca(CIO)2、H2O2等，也可通過電解使陰離子在陽極上發(fā)生氧化作用。可用到的還原劑有：鐵粉、鋅粉、FeSO4， 或通過電解時陽離子在陰極得電子被還原。氧化還原法在污水處理實例中有：空氣氧化法處理含硫廢水、堿性氯化法處理含氰污水、臭氧化法除臭、脫色、殺菌及除酚、氰、鐵、錳，降低污水BOD與COD等均有顯著效果。目前 還原法主要用于含鉻廢水處理。板書 （4）氧化還原法主要原理：利用氧化還原反應(yīng)除去水中有毒物質(zhì)的處理方法；科學(xué)視野飲用水消毒用氯（CI2）消毒飲用水可以說是20世紀公共衛(wèi)生方面的最大進步。然而，到了70年代中期，有人研究發(fā)現(xiàn)。當(dāng)有機物起化學(xué)反應(yīng)時，會產(chǎn)生可能致癌的三氯甲烷、四氯乙烯、氯苯等物質(zhì)。進一步的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)并證實：用ClO2作飲水消毒劑不會生成三氯甲烷這類可能致癌的有機物，且殺菌效果比氯氣為高。因此，早在80年代初，美國國家環(huán)保局就扒薦二氧化氯作飲水消毒劑。目前，許多國家已有愈來愈多的水廠采有二氧化氯處理飲用水。由于二氧化氯的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，見光或受熱而分解時或與易被氧化的物質(zhì)接觸時往往會發(fā)生爆炸，因此總是臨時就地制造使用，并且使用時用空氣或二氧化碳氣稀釋。工業(yè)制備二氧化氯的最方便的方法是利用亞氯酸鈉（NaCIO2）跟以空氣稀釋的氯氣的反應(yīng)： 2NaCIO2+O2=CI2+2NaCI書后習(xí)題P901、日本的水俁病是由哪種重金屬污染引起的？這種重金屬在海水和魚體內(nèi)哪個濃度高？為什么？日本的水俁病是由重金屬汞的污染引起的。汞在海水和魚體內(nèi)的濃度相比較，在魚體內(nèi)的濃度高一些，這是因為水中的重金屬污染物可以通過水中的食物鏈富集，濃度逐級加大。2、南極大陸沒有人類的生產(chǎn)活動，但發(fā)現(xiàn)南極的企鵝體內(nèi)有農(nóng)藥DDT的殘留，原因可能是什么？可能是DDT污染的水進入海水，隨海洋食物鏈的傳遞進行企鵝體內(nèi)3、回答下列問題：(1) 生活污水中蛋白質(zhì)里的N是如何成為植物養(yǎng)料的？ 生活中的污水中含N的蛋白質(zhì)在水中分解過程通常是：蛋白質(zhì)-氨基酸-氨。NH3在微生物的作用下，可進一步被氧化成HNO2，進而氧化成HNO3，以硝酸鹽的形式成為水生植物的養(yǎng)料。其過程為：2NH3+3O2 2HNO2+2H2O 2HNO2+O2 2HNO3(2) N和P是植物營養(yǎng)素，但海洋或湖泊中N、P含量過高時，反而會引起富營養(yǎng)化。導(dǎo)致水生動植物死亡，試分析說明原因。你認為應(yīng)如何避免水體富營養(yǎng)化？當(dāng)內(nèi)?；蚝粗蠳、P含量過高引起水體富營養(yǎng)化時，藻類和其他浮游生物大量迅速繁殖。藻類的呼吸作用和死亡藻類的分解作用等要消耗大量的氧，致使水中溶解氧的含量下降；有些藻類本身會釋放出有毒物質(zhì)，死亡的藻類在分解時也會產(chǎn)生CH4、H2S等有毒氣體。這些因素都會導(dǎo)致水中的魚類和其他水生生物大量死亡，并引起水質(zhì)惡化等。對含有N、P的生活污水和工業(yè)廢水進行處理，禁止生產(chǎn) 和使用含磷的洗滌劑或洗衣粉，合理施用氮肥和磷肥等都可以有效地避免水體富營養(yǎng)化。4、污水處理中有哪些主要的化學(xué)方法？原理是什么？ 混凝法是利用膠體的凝聚作用，除去污水中細小的懸浮顆粒；中和法是利用中和反應(yīng)調(diào)節(jié)酸性廢水或堿性刻水的pH；沉淀法是利用化學(xué)反應(yīng)使污水中的某些重金屬離子生成沉淀而除去。教學(xué)回顧：