课题1　获取洁净的水国家获奖教案

《元素化合物在净水中的应用》

一、教学内容分析

工业中的化学知识是高中化学知识体系中的重要部分，它是融合化学与生产、生活，以解决实际问题为主旨的学习，成为高考试题中的热点之一。结合2017年全国卷Ⅱ的考试大纲的变化，高考中考查工艺流程，而且考察的内容就是以污水处理为背景的，所以特做一个专题进行讲解、练习。

以工业为试题背景或情境，将化学知识问题化，是这一热点试题的基本呈现方式。此类试题的基本特点是：

（1）

背景新颖、试题陌生度大，需要考生在较为陌生的工业情境中灵活应用所学知识，解决生产中的一些实际问题，强调学生具有良好的问题迁移能力；

（2）

知识覆盖面广、思维跨度大、综合性强，涵盖了元素化合物的知识、反应原理、化学实验、化学基本理论等；

（3）

体现理论联系实际、学以致用的学习观，能有效体现新课程的特点；

（4）

考查学生的阅读能力，信息加工能力以及知识应用能力。

二、学情分析

在知识储备方面，学生已经学习了元素化合物的相关知识，了解了常见物质的性质，具备了一定的阅读分析、问题分析、实验探究能力。在认知发展方面，通过对元素化合物、反应原理、化学实验、化学基本理论的学习，学生对化学知识的认识由从课本向从生活实际应用的过渡，渴望知道化学中所学物质在生活、生产中的应用。学生由于受多种因素的影响，对化学复习的态度、习惯和方法等有待改善，目标引导、学法指导、思想疏导、心理辅导和行为诱导势在必行，如将“实验探究”引进高三课堂，对学生的学习情绪和心理的调节起到重要

的作用；高三复习课是希望学生在原有的基础上有新的突破和发展，形成观念、巩固概念，并促进学生的和谐发展，激发和维持学生的学习热情和斗志。最终理解物质在工艺流程中的应用，认知结构由感性认识到理性认识、由已知到未知、由个别到一般。在学习过程中培养自身分析、对比、归纳、总结的能力，达到举一反三，实现知识和能力的迁移的目的。在综合应用知识的过程中有意识的提升实际问题的解决能力。

三、教学目标

1．理解氧化还原反应的本质，了解氧化还原反应的一般规律，初步掌握氧化还原反应的配平和相关计算。

2.了解并掌握重要元素化合物的性质，了解工业流程中的一般步骤，准确识别物质在流程中的性质，建立知识系统化；

3．通过自主互助、实验探究、交流分享和反思提高等活动，让学生体验科学假设和实验探究的过程，体会选择实验方案的科学性和可行性，体悟真实、有用的化学。通过对“污水整治”步骤的讨论和点评，以污水处理这一工业流程为基础，检测知识漏洞，提升运用化学知识解决问题的能力，培养在新情境中迁移已有化学知识的能力；初步感知严谨求实的科学精

神，增强社会责任感。

4．运用宏观与微观相结合、定性与定量相结合的学科思想和方法寻找证据、推出合理结论，从而，使学生更好的建立氧化还原反应的理论模型并且感知其与化学事实的关联、匹配。

四、教学重、难点

重点：

1.氧化还原反应的基本概念和规律、配平和相关计算。

2.物质性质的分析及工艺流程的分析过程

难点：

通过实验探究、分析、归纳物质氧化性强弱的影响因素和判断方法，并应用于“污水处理”等工艺流程过程

五、教学方法

问题引导、活动导学、实验探究、自主互助、演绎归纳

六、教学过程

以“污水处理”为背景，通过对水样的“水质检测报告”的解读，回顾氧化还原反应的基本概念和规律。整节课设计为三个板块，即“污水水质检测”、“处理生活污水”和“处理工业废水”；分别以资料卡片、演示实验、小组实验、讲练结合的方式依次呈现污水的检测及处理方法。

环节

一、

污水水质检测

教师活动

【展示】某地生活污水检测报告

【讲述】污水一般分为四类：生活污水、工业废水、农业污水、雨水。那据你推测，护城河的污染源应该属于哪一类呢？

【过渡】那水样中的主要污染物又是什么？这些问题，仅仅凭借我们对水样的直观感知能否确定呢？那怎么办？

【讲述】在教材中，有这样一句话：“在治理水污染之前，需要通过水质检测了解水体受污染的程度。”

【展示】水质检测报告

【过渡】1. 在水质检测中，表征浓度的是

mg/L，并不是我们所熟悉的物质的量浓度

mol/L。2.水质检测涉及许多项目，其中，有一项是有关溶解氧的测定，为何要测定溶解氧？如何测定？报告显示水样的溶解氧为1mg/L而自然环境中的水体溶解氧为

5-10mg/L。又是什么原因导致水样中溶解氧减少了呢？

【讲述】首先，水体中通常含有溶解氧，它是水生动植物生命所必需。溶解氧从一定程度上能衡量水质的好坏，因此测定水样中的溶解氧是学生活动

观察并描述猜测主要污染源。

倾听、思考。

设计意图

借以与学生日常生活经验相关的社会性科学议题为情境，引起学生情感

的共鸣，吸引学生进入一个充满问题、思考和探究的世界，从而建立有利于学习的心理环回答：氧气具有氧境和认知环境，化性，测定用还原激发其科学探性物质。回答：特究的热情。

征、本质、几组概初步解读“水质念。

检测报告”出板演

。

发，增加教学直用自己的话总结书观性，激活学生写氧化还原型离子感受性，运用观方程式的一般步察的手段来获骤。完成问题解决，取信息，并提高并讲解思路。

对信息进行加工和处理的能力。

通过问题串的形式，以一问一

水质检测的重要项目之一。

【提问】据同学们所知，氧气具有什么性？那请大家推测，在使用化学方法测定水样溶解氧的过程中可能会用到什么性质的物质呢？

【展示】资料卡

【提问】在测定过程中涉及到的化学反应属于什么类型呢？

【再问】你的判断依据是什么？

【追问】引起化合价改变的本质原因又是什么呢？你能否分析一下第一个反应中元素化合价的变化及电子转移的情况吗？

【讲述】结合上述分析，请同学们独立完成第一、二个反应的离子方程式，并将答案写在学案上。

【提问】能和大家分享一下你刚才书写方程式的步骤或思路吗？

【小结】

三个守恒。

【提问】如何来表示氧化还原反应中电子的转移呢？

【追问】第一个反应中的电子转移和后续两个反应有关联吗？

【问题解决】若

1L 污水中溶解氧为3.2mg/L ，

则

滴

定

过

程

中

消

耗Na2S2O3 ________mol 呢？

二、生活污水的处理

【过渡】刚刚我们是以化学的视角，从原理上去了解了溶解氧的测定。当然，随着科技的发展，目前，我们已经可以运用一些先进的仪器进行水质检测，我们一起来了解一下。

【展示】仪器的图片、水质检测报告

【过渡】大家看这台仪器可以用来检测水质

BOD。而在刚才的检测报告中，也确实有关于

BOD 的检测，那什么是

BOD呢？我们来了解一下。

【展示】资料卡有关BOD的信息

【提问】阅读这段教材，你可以找出，水中被消耗的溶解氧与水质污染之间的关联吗？那能消耗氧气的物质通常具有什么性质呢？

【追问】在这份检测报告中，你能回答：溶解氧消耗越多水质污染越严重，消耗氧气的物质具有还原性。

答的方式，构建氧化还原反应的概念图，回顾氧化还原反应的特征、本质、几组概念。充分发挥学生的主体作用，训练学生观察、分析、归纳能力，让学生深层次理解氧化还原反应的本质是电子转移以及加深对电子得失守恒规律的认知。利用水质检测报告巧妙过渡，吸引学生关注

另一项检测项目“BOD”，同时，拓展视野，让学生了解相对前沿的技术，感受氧化还原反应在生产中的应用价值。再读水质检测报告，寻找还原性物质，让学生感受氧化还原反应在

“污水处理”过程中的应用。利用已有知识，培养学生分析问题，解决问题的能力，鼓励学生

找到具有还原性的物质吗？类似的物质还有哪些呢？

【展示】资料卡

【提问】1.不难发现，类似硫化物这样的物质就是引发污水恶臭的元凶，如果要除去硫化氢，应该选用什么物质？理由是什么？

2.如果选用氧化还原法来处理硫化氢，我们可以选用什么氧化剂？为什么？

【追问】依据学生选择的氧化剂：氧气、双氧水依次分析其氧化产物、还原产物分别是什么？

【提问】通过什么方式探究产物？

【演示实验】不同浓度的双氧水分别与硫化钠溶液反应。

【提问】回顾介绍溶解氧测定的资料卡，你能得出什么结论？

【过渡】推荐一种物质——高铁酸钾。请同学们通过资料卡先来了解一下。

【展示】资料卡

【提问】资料卡显示高铁酸钾可以杀菌、消毒、漂白，这些都是因为高铁酸钾的什么性质？从运用氧化还原法处理污水的角度，你推测高铁酸钾处理硫化氢与双氧水相比，哪个效果更好呢？

【提问】那我们通常判断氧化性强弱的依据有哪些？大家觉得我们应该设计怎样的实验来比较双氧水与高铁酸钾氧化性强弱呢？

【追问】除了对比实验，我们还能设计怎样的实验呢？

【引导】会出现什么现象？说明什么问题？

【提问】这个实验具体怎么做呢？

【提示】在做决策前必须要有风险意识。

【分组实验一】配制高铁酸钾溶液，取三滴于点滴板上，再滴加三滴

10%双氧水，观察现象。

【提问】大家在刚才的整个实验过程中，还有什么发现或者疑问？

交流与讨论,提出

理由硫化氢的酸性，利用酸碱中和的方法处理或者

利用硫化氢的还

原性采用氧化还原

法处理。依据已有

知识推测产物。

大胆设想，但要有依据，进行逻辑推理，展现逻辑魅力。

大胆假设、实验验证、归纳演绎，加深学生重构概念，即影响实验。

物质氧化性的

因素。

观察、回顾之前的

溶解氧测定，小结：

浓度、pH、温度等

会影响物质氧化

性，导致产物多样

性。

讨论设计实验方

案。预测实验现象、

假设可能结论。完

成分组实验，观察

现象，解释原因。

质疑。猜测现象。

完成分组实验。

【展示】图片：高铁酸钾溶液放置

2 小时后，颜色发生了变化，并且激光笔照射后出现了“丁达尔效应”。

【小结】到这儿，大家应该清楚高铁酸钾作为水处理剂的优势了。

【提问】事实上，将高铁酸钾加入污水中会有什么现象呢？

【分组实验二】用滴管吸取一滴管液体，逐滴加入一瓶污水水样中，与另一瓶污水水样作对比，观察现象。

【讲述】正因为如此，淘宝热卖的“高能底改”、“池底清”等水处理剂中都含有高铁酸钾。

【列举例题】讲解含铬废水、含CN-废水的处理过程，进一步了解废水的处理过程，熟悉工艺流程的一般步骤。

【讲述】这只是列举了一种水处理的方法，课后感兴趣的同学还可以通过上网查找资料去了解其他方法。

【练习训练】高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学中常见的氧化剂。工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程

【小结】回顾一下，今天这节课，你做了哪些事情？你学到了什么？收获了什么？

【讲述】布置课后任务。

仔细分析题目；

评价工艺流程的优缺点。

总结归纳常见的工艺流程过程，熟悉常见物质的重要性质，及分离提纯的方法。

。

给每一个学生时间，让每一位学生思考，面向全体学生。

创设真实的问题，引导学生运用实验的手段做“真实的探究”，从中充分调动学生积极性，增强分工合作意识，培养其严谨的科学态度，提升化学学科素养。

三、工业废水的处理

七、板书设计

溶解氧的测定

氧化还原反应

污水的处理

工艺流程的一般步骤

元素化合物在净水中的应用