第二节　资源综合利用　环境保护教学活动设计方案

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护

第2课时

环境保护与绿色化学教学设计

乐昌市第一中学

黄

琴

一、教学目标

1、

知识与技能 ①、了解生活中的水的饮用标准，了解污水处理厂的工艺流程。

②、了解化学在水体处理中的应用，加深对知识的理解。

③、了解绿色化学的意义，通过查阅资料感知绿色化学。

2、

过程与方法

通过学生自主取水、检测水体质量和参观污水处理厂的过程，培养学生用理论知识解决实际问题的能力。

3、

情感态度与价值观

使学生进一步感受化学在环境保护中的应用，增强环保意识，树立学好化学的信心。

二、教学重点

增强环境保护意识，体会化学与社会发展的关系。了解污水处理的简单工艺。

三、教学难点

课前资料的收集和整理

四、课前准备

1、提前两周收集乐昌周边的水源，查阅水体监测标准相关资料，1

简单检测水质，收集整理资料，为课堂的讨论发言做好充分准备；

2、提前一周去参观了乐昌市污水处理厂，简单了解污水处理厂的工艺流程；小组长负责召集成员讨论流程，准备发言内容。

3、根据污水处理的原理，总结化学在水处理中的应用，简单的用文字、图片分析化学在水处理中的应用。

五、教学过程

1、创设情境，引入课堂

水的重要性：水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关。人如果不吃饭，仅依靠氧气和水可以生存50多天，但如果人在完全不喝水的情况下，只能存活2-7天！选择饮水时，我们应该选择天然、健康、弱碱性、含有各种天然矿物元素的饮用水。

那么，你喝的水健康吗？

2、探究水源的水质

【老师引入】带着疑问，我们在乐昌周边城镇取了一些水，同学们一起来看看这些水的变化

【取水学生分析】

（何雨欣）武江河的水：我是在坪石镇河西桥下取的水，当时正好是端午时节，雨水较多，河水有些浑浊，而且还有一些水生物藻类，经常看到有人在河边洗衣服、洗菜，但是基本上这个水都不会拿来喝，更不会直接饮用。

2

（苏志豪）北乡自来水：北乡的自来水是各村委联合接的山泉水，通常他们是做了简单的处理过程然后通到各家各户，取水回来，水质非常的清澈，通常我们是生活用水，如果要喝的话，通常会煮沸后再饮用，当然有人也直接饮用。

（简诗琪）后洞的水：我是在后洞的水电站排水口取的水，当时看到水质还挺清澈的，也很凉快，取回来一天之后就发现有一些微生物还有絮状沉淀，反正看到觉得很脏，肯定不敢用来喝。

（蓝为霞）廊田自来水：我是在廊田镇家里取的自来水，这个水基本都是乐昌自来水厂供应的，水质还是不错的，放置了两周了，还是很清澈，没有一点杂质，说明水还是要经过处理的。但是家里也不会喝这个自来水，通常都是用来洗菜洗澡之类，喝的话还是喝的桶装水。

（陈昊）乐昌峡山泉水：取水点是在乐昌峡的路上，大约离乐昌峡三四公里吧，那里平常有很多人排队打水，水质很清澈，很清凉，有人直接喝，山泉水很甘甜，取回来有两周了，一点沉淀都没有看到，水质应该是很好的。

（化学老师）北乡地下水：这个地下水是我在家里的水井里取的，可能是因为当时龙舟水泛滥，地下水刚取的时候很浑浊，沉淀了一会马上就看到有泥沙沉降下来，平常我们也是很少喝，都是用来洗洗东西，但是井水确实很清凉。

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【继续探究】听了同学们的讲述，我们看出来了，这个水呢，很多我们是不直接饮用的，我们来检测一下水，看看我们的水质怎样？

【幻灯片展示水质检测结果】

水源

武江河水

北乡黄坌地下水

乐昌峡山泉水

廊田镇自来水

后洞山水

办公室桶装水

TDS 127 194 19 112 21 2 PH（粗略）

矿物质

是否有沉降

水源

7.0 6.6 6.0 7.6 6.0 6.0 有

有

有

有

有

无

有

有

无

无

有

无

纯净水

山泉水

矿化水

净化水

自来水

TDS值(PPM) 0 0~9 10~60 60~100 100~300 【名词解释】TDS是总溶解性固体物质 TotalDissolvedSolids 的英文首字母缩写，是指水中总溶解性物质的浓度，单位毫克/升（mg/L)，2+ 、2+、

++主要反映的是水中CaMgNa

、K

等离子的浓度，与水的硬度

导2+ 、2+、

++电率有较好的对应关系，TDS值越小，水中Ca的浓度越低，电导率越小。

MgNa

、K等离子【小结】清澈透明、甘甜可口不能作为饮用水的标准，有些对人体有害物质比如重金属、有机物等指标是看不见也感觉不到的，不能单凭外观和口感断定其水质是否合格。

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如果水体被污染了，即使将水煮沸了再喝，也只能去除一些微生物，不能去除一些重金属离子。

但是简单的TDS大小也不一定能准确说明水质的好坏，最好能有更精确的检测仪器和检测标准参考。

生活中用得最多的是自来水，自来水厂是严格按照《生活饮用水卫生标准》》，经过沉淀、消毒、过滤等工艺流程的处理，最后通过配水泵站输送到各个用户。

那我们乐昌的水质怎样呢？符合标准吗？我们来看看官方报告《武江河水质检测报告》，（链接）

水源地序号

月取水量（万吨）

水源地名称

水质类别

月达标水水质达标超标项目浓度（mg/L）量（万吨）

率（%）

/超标倍数

1

乐昌铁桥下

Ⅲ

66.38 66.38

100

合计

66.38 66.38 100

我们发现武江河水质均达标，说明咱们乐昌的水质还比较好的，可以放心使用，如果需要饮用，可以煮沸了再喝，也可以饮用我们乐昌经过处理的山泉水。

【过渡】说到水处理，化学在水处理中有哪些应用呢？带着疑问，我们组织了部分同学参观了位于乐昌市开发区的污水处理厂，下面请陈锦灵和尹彩珍同学介绍一下我们的参观流程，简单的为我们介绍一5

下污水处理厂的流程（根据参观图片讲解参观过程，分析污水处理的工艺流程。）

通过图片我们大概了解了污水处理厂的工艺流程，现在我们请文杨和孔令胜同学来为我们讲解一下污水处理的工艺流程：城市污水经过检测进入工厂，通过压榨机，就是比较小的网格将一些较大的垃圾拦截，这个就相当于我们在化学实验中的过滤，经过沉淀，将泥沙沉淀下来后，将上层清液进入处理池，处理池主要是利用活性污泥处理污水，主要是微生物群处理，处理池分为氧化沟和厌氧池，就是我们生物里讲的耗氧性生物和厌氧性生物，在氧化沟下部有鼓风机通风通入氧气，使反应能够得以顺利进行。经过处理后，进入下一单元——二沉池，沉淀后，下层活性污泥部分可以回流到处理池，继续发挥作用，如果活性不够，通常我们会加入一些营养物质用于培养微生物，失活的污泥我们将其排出，经过处理后通常将污泥块进行填埋。上层清液也可以再回到处理池，用于稀释污水，这样可以减少处理压力，绝大多数的清液流入下一单元通过添加混凝剂使之沉淀，通常我们用聚合硫酸铁和聚合氯化铝来处理，过滤后，加入消毒剂消毒后经检测6

合格后可排出。

【推进】了解了污水处理的流程，我们知道化学在水处理中的应用大概有以下几种：

1、

水体检测

常用的水体检测仪有便携式DO检测仪，还有水质检测仪

便携式DO检测仪的反应原理为：正极：Ag 负极：Pb 电解质：KOH或NaOH溶液 电极反应：正极：O+2HO+4e=4OH

2¯¯2¯¯负极：2Pb-4e+4OH=2Pb(OH) 2 2Pb(OH)+2KOH=2KHPbO+2HO 2222、

可溶物处理

包括化学混凝沉淀法、中和法（轧铁厂、造纸厂中废水的处理）、化学沉淀法（废水中重金属离子的处理）、氧化还原法（氰化物、硫化物的处理）、电解法（电渗析法）。

3、

悬浮物的处理

净水原理：净水剂水解生成胶体，吸附悬浮物，使之聚沉；

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常用净水试剂：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、明矾、硫酸铁、氯化铝

4、

消毒

常用消毒剂：氯气、漂白粉、二氧化氯、O3、氯胺（NH2Cl）、过氧乙酸等.

【自主学习】

1.

已知消毒剂的消毒能力可用单位质量的消毒剂转移电子数表示，计算ClO的消毒能力是Cl的多少倍？

222.阅读资料卡片中有关ClO2的介绍，说说用二氧化氯消毒的有哪些优缺点？

二氧化氯的优缺点：

优势：消毒能力强、价格便宜、不产生有毒物质、适用范围广

弊端：不稳定，易分解，须现制现用，且使用过程中须加入其他气体进行稀释。

【小结】我们一直在说如何去治理水，但是我们最大的愿望不是如何去治理，而是能够从源头去消除和减少工业生产对环境的污染，这就是我们平常提到的绿色化学。

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绿色化学其实就是从反应物、生产过程到生成物，都是尽量无毒无害，对环境友好的，在反应进程中讲到原子经济性反应，什么是原子经济？

【原子经济】就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率100%。

原子利用率期望产物的总质量100%生成物总质量

【反馈练习】1、下列制取乙醇的反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最强的是 （

）

（1）CH＝CH + HO→CHCHOH 22232（2）CHCOOCH + HO→CHCOOH + CHCHOH 3252332（3）CHCHBr + HO→CHCHOH + HBr 322322、下列反应类型能体现“原子经济”原则的是_________________ ①置换反应

②化合反应

③分解反应 ④取代反应

⑤加成反应

⑥加聚反应⑦

缩聚反应 9

3、参考答案：（1）①造纸厂排放的碱性污水使X处的河水PH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处的河水PH降低（或火力发电厂燃煤产生的SO2会导致酸雨，飘落下来使Y处的河水PH降低）

②化肥厂、农田及生活污水使Z处的河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡

【结束语】谢谢大家的帮助和指导，愿我们的天空天天都这么蓝这么美！

【小结】本堂课主要是通过查阅资料了解水质健康标准，组织同学们在乐昌周边取了一些水并做了一些简单的检测，得出结论：乐昌周边的水质还是比较健康的。通过组织同学们去参观乐昌市污水处理厂，了解污水处理的简单工艺，知道化学在水处理中的应用，使学生进一步感受化学在环境保护中的应用，增强环保意识，树立学好化学的信心。

【课后反思】本堂课主要是组织学生查阅水资源的相关资料、取水，检测水、参观污水处理厂的一个汇报课，主要是由参与的学生来讲述10

取水过程和污水处理厂的参观过程，并且简单的描述污水处理厂的工艺流程，让同学们能更加增强环境保护的意识，感受化学在水处理中的应用。由于有学生的参与，同学们表现得很踊跃，语言组织得比较流利，当然在讲解工艺流程时还有些不那么的流利，因为是他们第一次站在讲台面向学生讲解，针对这样的情况，以后可以组织更多的学生表达的活动，让学生真正的做课堂的主人。

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