第二单元 水资源的合理利用优质课教案推荐

水质检测教学设计

一、教材分析

本课题的主要内容是利用多参数水质测定仪对样品水中COD、氨氮（NH3-N）、总磷等数据的测定，分析水样在国家标准中属于几类水？教师在教学中应特别注意学科思想的渗透。

二、重难点突破

1.水质测定仪的测定原理。

2.水质测定仪的使用。

3.COD、氨氮（NH3-N）、总磷的测定的必要性以及具体操作。

4.水质监测的意义。

5.水质检测报告的书写。

教师应该尊重学生的思维逻辑，给学生充分提供探究的空间。切忌用教师的思维替代学生的思维，或用教师的方案替代学生的方案，让学生按照教师的方案进行操作。这些都不是真实的探究活动，都只能说是“戴着探究帽子”的虚假探究活动。同时，这个探究活动需要的仪器较少，操作也简单，也没有危险，所以建议在有条件的情况下，尽量给学生提供亲自动手探究的机会，有效培养学生的实验探究能力。

三、教学过程

1、介绍水质测定仪的测量原理：比色分析

元素不同价态的离子都有着该元素离子特定的颜色。比如二价铜离子是蓝色的，而一价铜离子却是无色的；三价铬离子是绿色的，而

六价铬离子则是棕色的。离子除了各自特定的颜色以外，这种颜色深浅还与离子的浓度有严格的线性关系，只要没有其他干扰因素，离子的这种颜色与在溶液中的浓度的比例关系，可以用来对溶液中的离子浓度进行对比分析。这种通过离子颜色来分析溶液中离子浓度的方法称为比色分析法。

2、水质测定仪的构造以及使多参数水质测定仪比色系统控制键盘和加热开关

3、COD的检测

COD检测步骤示例：量取蒸馏水和待检加COD加COD测水样2.5mL0.7mL专用D试剂4.8mL专用E试剂165 ℃消解10分钟空气冷却2分钟加蒸馏水2.5mL自来水冷却2分钟转移到比色皿进行比色分析检测COD值

用介绍

COD 中文名称是化学需氧量，COD 是英文名（

Chemical Oxygen Demand）的首字母简写。具体

是氧化水中还原性物质所消耗氧化剂的量转换成氧气

的量。通常是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾

作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量（重铬酸钾的量），以氧气的浓度

mg/L 为单位来表示（

也就是消耗的重铬酸钾

K2Cr2O7的量转换成O2的量

）。COD 越高，说明水体受有机物的污染越严重。

当

COD 很高时，就会造成自然水体水质的恶化，这时，水体自净需要把这些有机物降解，好氧微

生物在降解

COD过程中会消耗水中的溶解氧，而水

体的恢复溶解氧能力不足以满足要求，水中溶解氧就会直接降为

0，成为厌氧状态，在厌氧状态也要继续分解（厌氧微生物的厌氧作用），水体就会发黑、发臭（厌氧微生物看上去很黑，过程中有沼气生成，包括

CH4、CO2、N2、H2

、O2、H2S）。

4、氨氮（NH3-N）的检测

氨氮又叫氨（铵）态氮，是指以游离氨(溶解在水中的

NH3)和铵根离子（NH4+，以铵盐形式存在的氮）形式存在的氮（N）。两者组成的形式取决于水的

pH 值和水温。当pH 偏高时，或者水温偏低时，游离氨（溶解在水中的

NH3）的比例偏高；当

pH 偏低时，或者水温偏高时，铵盐（NH 4+）的比例偏高。

为什么要测氨氮？（一）对环境的危害：在特定条件下，例如

发生氧化反应和在微生物活动下，有机氮可能转化为氨氮，该作用会消耗水中的溶解氧。在氧充足情况下，氨氮又可进一步被硝化细菌氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，继续消耗水中的溶解氧。地表水体中如

果存在较高的氨氮，能对水生生物造成毒害，毒害作用主要是由水中分子氨(NH3)造成的。分子氨对鱼类是极毒的，可使鱼类产生毒血症。

（二）对人体的危害：氨氮易在微生物或氧化剂的作用下转化为亚硝酸盐和硝酸盐。硝酸盐和亚硝酸盐浓度高的饮用水可能对人体造成两种健康危害，即诱发正铁血红朊症(尤其是婴儿)和产生致癌的

亚硝胺（亚硝酸盐是亚硝胺的前体物质，在自然界，亚硝酸盐极易和胺化合，生成亚硝胺。在人体胃的酸性环境里，亚硝酸盐也可以转化为亚硝胺），这两种危害都是亚硝酸盐直接造成的。氨氮检测步骤：量取蒸馏水和待检测水样10mL加氨氮专用LH-N3试剂1.0mL加氨氮专用LH-N2试剂1.0mL摇匀常温静置10分钟转移到比色皿进行比色分析检测氨氮值

5、总磷的检测

总磷是指各种形态磷的总和，包括正磷酸盐（PO43-

）、缩合磷酸盐（焦磷酸盐P2O74-、偏磷酸盐

PO3-和多磷酸盐）和有机结合的

磷（如磷脂等）。

为什么要测总磷？自然界中磷是生物不可缺少的重要元素，生物

的代谢过程都需要磷的参与，磷是核酸、细胞膜和骨骼的主要成分，磷盐之间可逆地转移，它是细胞内一切生化作用的能量。磷不存在任何气体形式的化合物，所以磷是典型的沉积型循环物质。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中含有大量的磷，虽然磷是生物生长的必需元素之一，但水体中磷含量过高（超过

0.2mg/L），可造成藻类的大量繁殖，直至达到富营养化。所以总磷是评价水质的重要指标。

课外小组活动：测出水样中的总磷量取蒸馏水和待检测水样8mL加入过硫酸钾1mL，加盖拧紧120 ℃恒温密封消解30分钟空气冷却2分钟水冷却2分钟加入LH-P1试剂1mL摇匀摇匀加入LH-P2试剂转移到比色皿进行比1mL色分析检测总磷值常温静置10分钟

6、水质监测的意义

对饮用水来说，若水中含有有害细菌，如伤寒、霍乱、痢疾等病菌时，便会传播各种传染病、当水中存在大量浮游生物（如原生动物、藻类等），会影响水的物理性质，并产生臭味和水色。若水中含有某些矿盐杂质，也会引起各种病症。如饮用水中含氮过多，会使牙齿产生斑纹，而引起“斑齿病”，严重者可使牙齿完全喷坏。至于日常生

活排出的污水，也会传播疾病。因此，研究水的处理和测定水质是否符合饮用水的标准是保证人民健康和国家建设的重要课题。对工业用水来说，必须了解水体的物理性质和化学成分，因为各种工业用水不仅需要足够的水量，而且因工业生产用途不同对水质也有不同的要求。例如锅炉用水不能含有大量钙、铁的硫酸盐，否则锅炉里面将产生水垢。不但会耗费过多的燃料，而且也有可能引起锅炉爆炸;再如，冶金工厂中的冷却设备，对给水中悬浮物的含量有很严格的规定。

随着社会的发展，市政污水及工业废水的处理显得更加重要。不同的工业生产产生不同种类的废水，其成分十分复杂，甚至含有对人体健康、农作物的生长或江河湖海中鱼虾贝类的生存有害的物质。但有的废水，可能含有大量具有经济价值的成分，若从其中回收，可为国家创造财富，若想除去水中有害物质或变废为宝，首先要对这些废水的水质情况进行研究，否则无法制定出合理的处理方案。农业是国民经济的基础，水又是农业的命脉。但不是所有的水都能用来灌溉。如酸性过强的水不利于农作物的生长，工业废水中某些有毒物质不仅影

响农作物的生长，若被农作物的根部吸收后在果实中富集若干倍，人食用后会造成慢性中毒。所以，对灌溉用水，尤其是当工业废水用于农业时，也必须进行水质检测。