2019-2020年高中化學集體備課 《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

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2019-2020年高中化學集體備課 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，學習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構與板書設計第二節(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)物質污染（1） 蛋白質在水中的分解過程：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)物質過多蓄積而引起的污染。4、石油污染5、殺蟲劑污染教學過程教學步驟、內容教學方法、手段、師生活動導課水是寶貴的自然資源，是地球上一切生命賴以生存的 物質基礎之一。 20世紀以來， 全世界人口增長了3倍， 經濟增長了20倍，用水量增加了10倍，水資源的匱乏已 嚴重威脅世界經濟的發(fā)展和人類生存。有專家預測，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的主要組成部分，在水體中表現(xiàn)出不同程度的毒性效應。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，兩岸農民用以灌溉農田。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，引起人體急性或慢性中毒（案例1中魚和貝類體內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化成毒性更大的有機化合物，例如水中汞會轉化成有機汞：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)物質污染投影案例2 ：赤潮據報道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。據悉，近年來，赤潮在我國近海呈現(xiàn)頻發(fā)之勢，赤潮災害嚴重威脅我國海域生態(tài)環(huán)境，并給海洋經濟帶來巨大損失。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。含氮的物質主要是蛋白質，含磷的物質主要是洗滌劑和不合理使用的磷肥。蛋白質在水中的分解過程是：蛋白質氨基酸氨。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，導致魚類大量死亡，嚴重影響漁業(yè)生產。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、碳氫化合物、合成洗滌劑等。 3有毒物質包括重金屬（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)物質有些物質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、殺蟲劑污染科學史話 DDT的功與過在農業(yè)上使用DDT，減少病蟲害，使農業(yè)糧食增產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)學獎。但是由于長期使用化學殺蟲劑，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，果樹開花但不能結果，農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?，F(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結構式：小結 教學回顧：教 案課題：第二節(jié)愛護水資源（二）授課班級課 時教學目的知識與技能 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習，學會調查與分析、理論與實踐相結合的方法2、學習利用身邊的資源獲取信息，與同學合作交流的方法情感態(tài)度價值觀 培養(yǎng)學生關心社會，為社會做貢獻的社會責任感重 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用知識結構與板書設計二、改善水質1、污水處理工藝：一級、二級和三級。2、污水處理中的化學反應及原理：（1）混凝法膠體性質 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：利用氧化還原反應除去水中有毒物質的處理方法；教學過程教學步驟、內容教學方法、手段、師生活動引入在了解了以上水體污染及其危害，我們應該怎樣預防和消除水體污染？板書 二、改善水質講重復利用廢水，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：現(xiàn)代污水處理技術，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。污水二級處理主要是應用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質轉化的過程，將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質。生物處理對污水水質、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、二級處理的基礎上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質。污水中的污染物組成非常復雜，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，出水水質較好，甚至能達到飲用水質標準，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。自學污水處理中的化學反應及原理：向污水中投加某中化學物質，利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質。常用的方法有化學沉淀法混凝法、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，通常都帶有負電荷，若向水中投加帶相反電荷的電解質（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。目前常用的混凝劑有：明礬、堿式氯化鋁、鐵鹽等。板書 2、污水處理中的化學反應及原理：（1）混凝法膠體性質 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物質，使它與污水中的溶解性物質發(fā)生反應，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，使其轉化為無害物質。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?？捎玫降倪€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：利用氧化還原反應除去水中有毒物質的處理方法；科學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)。當有機物起化學反應時，會產生可能致癌的三氯甲烷、四氯乙烯、氯苯等物質。進一步的研究結果發(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性質非常活潑，見光或受熱而分解時或與易被氧化的物質接觸時往往會發(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： 2NaCIO2+O2=CI2+2NaCI書后習題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。汞在海水和魚體內的濃度相比較，在魚體內的濃度高一些，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活動，但發(fā)現(xiàn)南極的企鵝體內有農藥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3、回答下列問題：(1) 生活污水中蛋白質里的N是如何成為植物養(yǎng)料的？ 生活中的污水中含N的蛋白質在水中分解過程通常是：蛋白質-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。導致水生動植物死亡，試分析說明原因。你認為應如何避免水體富營養(yǎng)化？當內?；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，死亡的藻類在分解時也會產生CH4、H2S等有毒氣體。這些因素都會導致水中的魚類和其他水生生物大量死亡，并引起水質惡化等。對含有N、P的生活污水和工業(yè)廢水進行處理，禁止生產 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調節(jié)酸性廢水或堿性刻水的pH；沉淀法是利用化學反應使污水中的某些重金屬離子生成沉淀而除去。教學回顧：