第二单元　化学式社会的持续发展的基础主要内容及教案内容

化学在环境保护中的作用

----解决环境问题需要化学科学

德清县第三中学

程宇

一、教材和教学内容

本节内容选自普通高中化学课程标准必修课程化学2“专题4化学科学与人类文明”中的“2.2解决环境问题需要化学科学”。内容标准是，认识化学正在帮助人们认识并克服人类活动（包括化学品的制造和应用）对环境产生的负面影响。能运用实例说明化学是化境保护事业的强大支柱，了解绿色化学对社会可持续发展的重要意义。

本部分内容是化学2“专题4化学科学与人类文明”的结束课，在初中科学以及高中化学必修课程的学习中，学生已经初步了解了社会问题与可持续发展需要化学，化学的学科特点，化学在解决废弃物、环境污染、能源危机等问题上的作用。

由于本节课内容与生活联系紧密，且易于被学生所接受和理解，因此本节课教学是培养“化学与环境”核心素养的极佳教材。为学生真正认识化学学科的地位和作用，了解化学学科的前景和方向，体验化学学科的方法和理念等提供了丰富的资源，对指引学生继续学习化学具有极强的驱动作用。

二、教学目标

（1）认识化学正在帮助人们认识并克服人类活动（包括化学品的制造和应用）对环境产生的负面影响。能运用实例说明化学是化境保护事业的强大支柱，了解绿色化学对社会可持续发展的重要意义。

（2）能列举事实论述化学与科学、技术、社会的关系，认识到化学是社会可持续发展的基础。

（3）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。

（4）增强学生社会责任感，提高科学素养。

三、教学重难点及课时安排

教学重点：

水污染、空气污染的危害与化学防治方法。绿色化学对社会可持续发展的重要意义。

教学难点：利用已有知识，以具体事例说明化学对现代科学技术的重要作用。

课时安排： 1课时

四、教学设计构想

本教学设计主要考虑了以下设计思想：

运用真实熟悉的情境，突出学生社会责任意识。从生活垃圾和工业生产的废气、废渣、废液等给环境带来了严重的危害，设置问题，充分尊重学生已有知识及个人生活经历的基础上，主要让学生讨论、回顾、交流、总结等方式，引导学生分析运用化学方法和原理防治和

治理环境污染。

为学生真正认识化学学科的地位和作用，了解化学学科的前景和方向，体验化学学科的方法和理念等提供了丰富的资源，对指引学生继续学习化学具有极强的驱动作用。

让学生树立保护环境、与自然和谐相处的意识，热爱自然，保护生态，节约资源，抵制污染从自身做起。

整体构思如下：

环境问题

环境污染

平衡破坏

污染

土壤污染

大气污染

水体污染

SO2

汽车尾气

CO2

变废为宝

化险为夷

循环使用

解决环境污染需要化学

五、情境与任务

1.情境

在工厂密集地区，调查了解为了减少“三废”厂家采取了哪些防治措施？ 调查家乡的空气质量，分析有哪些主要的污染物？人们为了减少污染采取了哪些防治措施？ 调查家乡的水体污染状况，人们为了减少污染采取了哪些防治措施？

2.任务及任务分解

任务

活动

设计意图

任务1：归纳出环（1）学生分组讨论搜集的有关环境问使学生了解环境问题的类境污染的种类、危题的相关资料。

型，了解环境污染的类型。

害

（2）学生归纳。

任务2：认识环境（1）观看影视录像，认识环境保护的

保护的一些现状，现状。

认识化学对环境（2）完成教材101页交流与讨论。

使学生知道要防止和治理环保护的贡献——（3）分别分析燃煤烟气中的二氧化硫、境污染，需要应用化学原理解决环境问题需汽车尾气、大气中的二氧化碳的污染和方法。

要化学科学

源、关键原因、污染物、及解决结果。

（4）归纳总结。

归纳环境保护中化学学科的方法。

任务3：确立绿色化学观念，树立保护环境、与自然和谐相处的意识。

（1）完成教材102页问题解决，对比两种途径的优点。

（2）分析讲解绿色化学观念。

使学生体会绿色化学概念，知道绿色化学的重要性。

六、教学活动示例及说明

【学习任务1】归纳出环境污染的种类、危害

【引入】ppt展示居住在城市的小李苦恼的一天。

（早上，天气闷热，闻着浓浓的汽车尾气上班；上午10点想喝水，公司因为附近的河水污染整治停水；中午吃食堂的蔬菜有怪怪的味道，发现蔬菜农药超标；下班路上遇到沙尘暴。）

【学生活动】学生分组讨论搜集的有关环境问题的相关资料，讨论归纳出环境污染的种类、危害。

【总结归纳】环境污染的种类很多，按照环境要素可分为大气污染、水体污染、土壤污染等。

【设计意图】通过城市人苦恼的一天及搜集的资料，通过讨论，总结归纳使学生了解环境问题的类型，了解环境污染的类型。为下面的学习激发起学生的学习兴趣。

【学习任务2】认识环境保护的一些现状，认识化学对环境保护的贡献——解决环境问题需要化学科学

【过渡】环境问题是人类社会面临的重大问题之一，化学工业曾经对环境和生态造成了一定的影响，但化学科学也为分析检测治理环境提供了有效快捷的方法和技术。

今天这节课主要共同认识化学对环境保护的贡献——解决环境问题需要化学科学

【板书】二、解决环境问题需要化学科学

【学生活动】观看影视录像，认识环境保护的现状。

【学生阅读】阅读并完成教材101页交流与讨论

【问题提出】怎样保护水体？怎样对水进行净化处理？

【学生反馈】不排放含酸、碱、重金属离子、有机磷、有毒物等的工业废水。工业废水要经过净化再排放，对水净化要除去悬浮物，加漂白粉消毒等。

【问题提出】空气中SO2的来源？产生原因是什么？有什么危害？如何减少SO2的排放？

【学生反馈】SO2来源于人类对自然资源的过度开发，尤其是化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等。产生原因关键是氧化不完全。形成酸雨，使土壤酸化，腐蚀建筑，使植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。可通过降低石油中硫的含量，在燃烧含硫的煤中加入生石灰等。

【讲解】燃煤烟气的脱硫的两种方法及原理，书写方程式。

【板书】1.燃煤烟气的脱硫

(1)石灰石-石膏法 SO2 + Ca(OH)2 == CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 == 2CaSO4

（2）氨水法 SO2 + 2NH3 + H2O == (NH4)2SO3

SO2 + NH3 + H2O == NH4HSO3

2(NH4)2SO3+ O2 == 2(NH4)2SO3

【小结】通过上述过程，既可以消除燃煤烟气中的SO2，同时还可以得到副产品石膏和硫酸铵。

【问题提出】使用汽油、煤油等矿物油的机动车日益增多，为什么空气质量会下降？ 【学生反馈】发动机燃油排放的尾气中CO、NO、NO2、碳氢化合物、颗粒物造成的空气污染，

破坏了生态循环。

【问题提出】可采取哪些措施减少废气排放对空气质量的危害？指导学生阅读102页。

【学生活动】阅读并归纳

【板书】2.消除汽车尾气对环境的污染

【过渡】随着工业的发展，大气中的CO2的浓度不断增加，温室效应日益严重，化学家是如何解决的？

【分析讲解】利用CO2制造全降解塑料的原理。

【板书】3.回收二氧化碳

【教师讲解】这种高聚物强度、韧性好，受热达到250℃才开始发生分解，但在与有机物混合堆埋的情况下能发生生物降解，且能在5-60天内完全分解，分解后只产生少量的二氧化碳和水。我国每年排放的15亿吨二氧化碳，至少可利用2吨来生产该高聚物。

【小结】利用化学学科解决环境问题的解决结果：燃煤烟气中的二氧化硫——变废为宝、汽车尾气——化险为夷、大气中的二氧化碳——循环使用，解决环境污染需要化学！

【深度思考】利用化学学科解决环境问题还有哪些方法？

【设计意图】通过完成交流与讨论的问题解答使学生知道要防止和治理环境污染，需要应用的化学原理和方法。让学生理解污染源头控制的重要性，理解反应完全的关键性，以及理解循环利用的目的性。跟学生一起归纳环境保护中化学学科的方法有变废为宝、化险为夷、循环使用等。

【学习任务3】确立绿色化学观念，树立保护环境、与自然和谐相处的意识。

【过渡】从根本上解决环境和生态问题，还要依靠绿色化学的发展。

【学生活动】完成教材102页问题解决，对比两种途径的优点。

【学生反馈】第二种途径符合绿色化学的要求，主要优点是没有使用剧毒物质氢氰酸。

【教师讲解】绿色化学是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响，并在技术、经济上可行的化学品和化学过程的科学。绿色化学要求利用化学原理从源头上消除污染，期望“全合成，零排放”。由于绿色化学的重要性，1995年美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰在绿色化学化工领域和开发中有重大突破和成就的个人和单位。

【展示】出示两幅绿色化学的应用图片。

【深度思考】符合“绿色化学”思想的化工产品的生产还有哪些？请同学们课下查阅资料。

【设计意图】通过具体的合成示例使学生体会绿色化学概念，让学生认识到工农业生产中绿色化学的重要性。

【课堂小结】通过三个问题的分析，我们应该认识到了化学是环境保护的强大支柱，要充分了解化学学科在解决环境问题中的重要作用，解决环境问题需要化学科学，我们要通过化学来改善环境，实现社会的可持续发展。我们要树立保护环境、与自然和谐相处的意识，从自身做起！

七、评价设计

1．水平标准

（1）了解常见的环境问题有哪些，能根据所学知识解决常见的环境问题。

（2）了解绿色化学理念，能应用绿色化学理念选择设计简单的实验方案。

2、评价策略

要关注知识的落实，能根据所学知识解决常见的环境问题。更要关注学生在素养方面的发展，能应用绿色化学理念选择设计简单的实验方案，并且在教学活动的进行过程中，不断进行教学的生成和评价的进行。

练习与测评典型样例

1.减少酸雨产生的合理措施是（ ）

①把工厂烟囱造高 ②燃料脱硫 ③开发洁净能源 ④在酸化土壤中加入石灰 ⑤用煤做燃料

A．①②⑤ B. ①②③④ C.②③ D.②④⑤

2.在接触法制硫酸排放的尾气中含少量SO2。为防止大气污染，用NaOH溶液、石灰和O2处3理尾气，使SO2转化为石膏（CaSO4·2H2O）。假设硫元素不损失，每天处理1000m(标准状况)含0.2%（体积分数）SO2的尾气，理论上可得到多少千克石膏？

参考答案：

1.

C 2.

15.36 Kg 八、特色和亮点

本节课教学是通过多媒体、已有知识及个人生活经历的基础上，了解一些环境污染和保护的知识，主要是让学生回顾、交流、讨论和总结等来完成本节教学内容。通过教学使学生感悟化学对社会可持续发展的重要作用。整个教学过程中营造人文的课堂环境，充分调动学生学习的积极性和主动性，本节课的情感目标会很容易达到。通过本次课的学习，学生收获的不仅是化学知识，还使学生的环保意识提高。