归纳与整理ppt课件配套教案内容

《化学与自然资源的开发与利用

》教学设计

汕头市下蓬中学

沈新胜

一、教学目标：

1、知识与技能：

（1）了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

（2）掌握环境监测方法在高考试题体现。

（3）运用原理、方法解决高考情境题

2、过程与方法：

（1）掌握STSE类选择题的解决方法

（2）认识化学工业与情境题的转换策略

3、情感态度与价值观：

（1）渗透绿色化学思想

（2）培育社会主义核心价值观

（3）树立“绿水青山就是金山银山”的理念

二、教学重点：环境监测原理、方法的应用及计算能力

三、教学内容分析：

（一）新课程标准落实十九大精神：强调牢固树立生态文明观，在地理、生物、化学等课标中，要求学生树立“绿水青山就是金山银山”的理念，树立人与自然和谐共生的观念。

（二）考纲要求：

1.了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

1

2.了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等)。

3.了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

四、教学过程：

【展示】明确教学内容，通过万绿湖的绿引入教学。

环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

【讲解】进行核心价值观教育

【讲解】对绿水青山的认识。

一、了解环境保护相关知识：

1．常见的环境污染

(1)酸雨——SO2及NOx的排放。

(2)光化学烟雾——主要是NOx、碳氢化合物造成的。

(3)臭氧空洞——氟氯代烃、NOx的排放。

(4)温室效应——大气中CO2、CH4含量的增加造成的。

(5)白色污染——聚乙烯等难降解的塑料制品。

(6)水华、赤潮——含磷洗衣粉的大量使用、工农业及城市污水的任意排放造成水体富营养化。

(7)重金属及重金属污染——铜、锌、银、铬、镉、镍、铅、汞等重金属的化合物。

2

（8）生活垃圾

（9）清洁能源

【学生活动】完成下表：

污染类型

污染现象

污染危害

污染原因

治理措施

3

（表格可调整）

例1．全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是(

) A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”

B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料

C．下图，甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想

D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用

【讲解】考查方法、解题策略

【展示】二、掌握环境监测方法：



监测什么？



有哪些定量测量方法？



要测量什么指标？



高考中如何体现？

1、气体测定

【学生活动】例2：空气中的SO2含量是重要的空气质量指标。在工业生产上规定：空气4

中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02mg/L。

Ⅰ：甲同学设计了如下图所示的实验装置，测定某地空气中SO2的含量：

(1)用上述装置测定空气中的SO2含量依据的化学反应原理是： (用化学方程式表示)。

(2)应用上述装置测定空气中的SO2含量，除测定气体流速（单位：cm3/min）外，还需要测定的数据是

。

Ⅱ：乙同学拟用如右图简易装置测定空气中的SO2含量：准确移取一定体积的5×10-4mol/L的碘溶液，注入右图所示广口瓶中，加

做指示剂。在指定的测定地点抽气，每次抽气100mL，直到完全反应为止，记录抽气次数（n）。如果乙同学用该方法测量空气中SO2的含量时，所测得的数值比实际含量低，你认为其中可能的原因（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无误）是： 。

【讲解】气体检测中注意事项。

【展示】2、水质检测常见的项目：

①

水温、

②PH、（PH计）

③导电率

④固体悬浮物

5

⑤溶解氧（DO）

⑥化学需氧量（COD）

⑦生化需氧量（BOD）、

⑧一些有毒有害物质的浓度

【学生活动】例3：水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置，加入适量稀H2SO4，将等MnO(OH)2于I−完全反应生成Mn2+和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：

②

写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式_____________。

②取某池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水中溶解氧量，消耗0.01000 mol·L−1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L−1表示)，写出计算过程。

【讲解】氧化还原滴定的考查要点

【学生活动】例4．重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.0，密度约为1g·mL−1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子，其浓度各约为0.01mol·L−1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：

难溶电解质

AgI 8.3×10−17

AgOH 5.6×10−8

Ag2S 6.3×10−50

PbI2

7.1×10−9

Pb(OH) 2

1.2×10−15

PbS 3.4×10−28

Ksp

(1)你认为往废水中投入__________(填字母序号)，沉淀效果最好。

A．NaOH

B．Na2S

C．KI

D．Ca(OH) 2

(2)如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb2+)=___。

【讲解】沉淀法的考查要点。

【展示】三、环境工作者的任务：

（1）三废的治理

（2）寻找源头治理环境污染的生产工艺

绿色化学：

1.核心：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，实施清洁生产。

2.绿色化学的特征：

(1)采用无毒、无害的原料。

(2)在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；

(3)产品应该是环境友好的；

6

(4)具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”（100%利用率）。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。

【学生活动】例5.金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀等性质被广泛用在高新科技材料和航天领域中。“硫酸法”生产钛的原料是钛铁矿(主要成分是：FeTiO3，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质)；主要生产流程如下：

已知反应：①将钛铁矿与浓H2SO4煮解：

FeTiO3+2H2SO4(浓)

△

TiOSO4(硫酸氧钛)+FeSO4+2H2O。

△②加水热分解硫酸氧钛：TiOSO4+(n+1)H2O请回答下列问题：

TiO2·nH2O+H2SO4。

(1)副产品甲是____________，可循环利用的物质是_____________。

(2)“硫酸法”生产钛排放的废液对水体有哪些污染，请指出主要的两点：

①_________________________________；②_______________________________。

针对其中一项污染，提出处理的方法：

。

【总结】环保考查方式：

1、选择题考有关环境的基本知识。

2、II卷中在实验题中考查环保理念、检测的标准与操作。

7

3、流程图中考查相关应用知识与检测标准。

4、可能用到方法：

（1）四种滴定：酸碱中和，氧化还原，沉淀、络合滴定，滴定终点判断与定量计算

（2）溶度积计算

5、在原理题、结构题中以环保物质为载体考察相关内容。

课后练习1、钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：[来8

源:学科网]

已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题：

（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________；

（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_______________。

（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是____________。

（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是___________________________________。

（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2+

+Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后，取无色滤液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用______________________（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是___________________________________，若用去了30.00mL FeC13溶液，待9

测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是______________mol/L。

练习2：饮用水的制取通常包括：混凝沉淀、杀菌消毒、硬水软化等过程。

(1)生活中人们常用明矾来作净水剂，除去水中的悬浮物。请用离子方程式表示明矾净水的原理_________________________________________________________。

(2)ClO2是国际上通用的饮用水消毒剂。科学家用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)还原氯酸钠来制备ClO2，该反应的化学方程式为

。

(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的高效、多功能水处理剂，兼有净水和消毒的双重作用。请说明其原理：

高铁酸钾与水反应不可能生成的物质是

。

A．氧气

B．碳酸钾

C．氢氧化钾

D．氢氧化铁来[源:学科网]

写出高铁酸钾与水反应的化学方程式

(4)硬水的软化通常有药剂法、离子交换法等。

10

①某学习小组用生石灰和纯碱软化硬水的工艺流程图如下：

试剂a是__________；沉淀M是__________(写化学式)；加入试剂b后生成沉淀的离子方程式为_________________________。

②离子交换法是用阳离子交换树脂(HR)和水中的金属离子Mn＋进行交换的一种方法。写出用HR软化硬水的

相关离子方程式___________。

(5)某同学欲对用ClO2消毒过的水进行Cl－含量的测定，实验过程如下：向30.00 mL水样中加几滴K2CrO4溶液作指示剂，用0.001 000 mol·L－1 AgNO3溶液滴定，当有砖红色Ag2CrO4沉淀出现时，达到滴定终点，此时用去AgNO3溶液12.12 mL。则水样中c(Cl－)＝_____。

11