[高中化学]第4章 第3节 硫和氮的氧化物 第3课时

第3课时 教学设计 三维目标 知识与技能 1.了解酸雨的形成和危害,通过实践活动认识保护环境的重要性,增强环保意识. 2.认识光化学烟雾等环境保护事件,掌握环境保护知识. 3.培养学生观察能力、自学能力及资料、信息处理与科学抽象能力,对学生进行内因与外因辩证统一的教育. 过程与方法 1.通过对酸雨形成和危害的认识,培养学生理论联系实际的能力,激发学生学习化学的兴趣. 2.培养学生探索新知识的欲望,且在实验研究中培养求实、进取的优良品质. 情感、态度与价值观 通过SO2和氮化合物对环境危害的认识和学习,对学生进行量变到质变、对立统一规律等辩证唯物主义观点教育,更重要的是让学生了解氮氧化物对环境的污染,增强环保意识,激发学生热爱科学、献身科学的精神.促进学生关注社会生活,形成社会责任感和良好的社会公民意识. 教学重点 了解酸雨的形成和危害 教学难点 培养学生用新知识解决实际问题的能力 教具准备 多媒体视频、音频素材、有关酸雨的图片 教学过程 图片导课投影：煤和石油燃烧时的滚滚浓烟：

师：由于工农业生产的迅猛发展,空气受到了不同程度的污染,在工厂废气的滚滚浓烟中,主要含有哪些有害气体在危害我们的生活呢？ 生：粉尘和气体（SO2、CO和氮氧化物等） 师：现在不少地区雨水的pH小于5.6,当雨水的pH小于5.6时,我们就称它为酸雨.我国是世界上三大酸雨区之一. （视频）有关酸雨危害的纪录片 师：由刚才的材料,我们看到了酸雨对工农业生产和社会发展的危害性很大,下面让我们共同走进酸雨的发展历史. （用多媒体展示文字资料和图片资料） 1.1872年,美国化学家Smith,首先提出了“酸雨”一词,直到本世纪40年代,酸雨问题才引起人们的广泛关注. 2.1972年6月5日,具有历史意义的人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开,通过了著名的《人类环境宣言》,并确定每年6月5日为“世界环境日”.从1974年起,每年由联合国环境规划署确定一个主题,开展“世界环境日”的活动,其中1983年的主题是防治酸雨. 3.1985年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆南山2.7万亩马尾松死亡过半. 师：酸雨的危害如此之大,造成酸雨的罪魁祸首是谁呢？——是二氧化硫和氮氧化物等,二氧化硫、氮 氧化物因为其巨大的危害已经被人们日益关注. （录音资料）酸雨的危害 SO2是主要的大气污染物之一,它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病,它还是形成酸雨的罪魁祸首之一.酸雨可谓“空中死神”,已成为全球性的环境问题. 猖獗的酸雨严重地威胁着地球.据资料记载,仅在1980年一年内,美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物.比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家,它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍.在意大利北部,5%的森林死于酸雨.瑞典有15 000个湖泊酸化.挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染.世界古迹、桥梁受酸雨腐蚀越来越快.号称世界最大的露天博物馆智利复活岛上的石雕人像,正面临着解体和倒塌的威胁,美国每年花在修理受损古迹方面的费用超过了50亿美元.闻名世界,代表我国古建筑精华的北京汉白玉石雕,近年来也遭到意想不到的损害,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕花纹,50多年前图案清晰可辨,如今却大多模糊不清,甚至成光板.我国江苏、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的农田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达1 380多万元. （图片）有关酸雨危害的图片

师：同学们,从以上材料中,我们已经认识了酸雨的危害,你能否总结酸雨的危害主要体现在哪些方面呢？（学生共同讨论,找一名同学汇报讨论结果,其他同学补充） ［小结投影］ 3.酸雨危害 （1）对人体健康造成直接危害. （2）破坏森林、草原和农作物. （3）土壤酸性增强,湖泊酸化,生态环境受损. （4）破坏建筑物. …… 师：同学们,从刚才的讨论中,我们已经认识了酸雨的危害,也明确了酸雨的主要成分是硫酸,硫酸型酸雨是如何形成的呢？我们如何防止或减少酸雨的形成呢？ （学生共同讨论,找一名同学汇报讨论结果,其他同学补充） （视频）有关酸雨形成的纪录片 展示：有关酸雨形成的图片

师：同学们,从刚才的纪录片和图片中,你能否总结硫酸型酸雨是如何形成的呢？ ［归纳小结］酸雨的形成（以硫酸型酸雨形成为例） 师：氮氧化物是如何形成酸雨的呢？（转化成硝酸3NO2+H2O====2HNO3+NO） ［板书］三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 生：二氧化硫和二氧化氮为大气的主要污染物,能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,严重时会使人死亡.煤和石油中含杂质硫,在燃烧中将排放酸性气体 SO2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体NOx.它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨. （讨论）通过学习,你认为应该怎样控制酸雨的产生呢？你有哪些防治酸雨的措施呢？ 生：酸雨的防治：1.控制酸性物质的排放；2.改变能源结构,开发利用清洁能源等等. ［阅读］资料卡片 防治酸雨的措施 1.调整能源结构,发展清洁能源,优化能源质量,提高能源利用率,减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物等. 2.加强环境管理,强化环保执法,严格控制二氧化硫的排放量. 3.研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备. （1）原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%~60%的无机硫. （2）改进燃烧技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量. （3）对煤燃烧后形成的烟气脱硫.目前主要用石灰法,脱硫效果较好,可以除去烟气中85%~90%的二氧化硫,但是成本较高. 师：如果说酸雨的形成SO2、NO2是元凶的话,那么NO、NO2等氮氧化物在其他方面的危害也是巨大的. （视频）日本东京和英国伦敦的光化学烟雾事件 师：NO、NO2造成的日本东京和英国伦敦的光化学烟雾事件,都位列世界十大公害事件,在历史上和今天认识它都有深远意义.由此可见NO、NO2和SO2等一旦污染空气,人类将无法逃避,无处可藏.为了我们的家园,为了人类自己,我们应从方方面面注意防止环境污染,保护环境. 师：不过事物都有两面性,二氧化硫及二氧化氮对环境有很大的危害,但同时在工业生产中,它们也有非常重要的应用. 生：（学生讨论总结NO2、SO2在工业中的应用） （投影）

合成硫酸：2SO2+O2 催化剂 加热 SO3 SO3+H2O====H2SO4 合成硝酸：4NO2+O2+2H2O====4HNO3 4NO+3O2+2H2O====4HNO3 ［例题剖析］ （例1）酸雨是因过度燃烧煤和石油,生成硫和氮的氧化物溶于水,生成了H2SO4和HNO3的缘故.分析某次雨水的数据如下： c(4NH)=2.0×10-6 mol·L-1 c(Na+)=3×10-6 mol·L-1 c(Cl-)=6×10-6 mol·L-1

c(24SO)=2.8×10-5 mol·L-1

c(3NO)=2.3×10-5 mol·L-1 则此次降雨雨水的pH接近于〔提示：pH=lgc（H+）〕( ) A.3 B.4 C.5 D.6 生：本题关键是求出溶液中的H+浓度是多少,这样就可以由pH的定义直接求解了.溶液中阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数.根据电荷守恒就能够找到正确答案. 教师精讲：在溶液里,阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数.根据电荷守恒的原则,有

c(H+)+c(4NH)+c(Na+)=c(Cl-)+c(3NO)+2c(24SO),求出c(H+)=8×10-5 mol·L-1,pH=-lg8×10-5≈4.

师：这是一道以酸雨为背景,考查溶液中电荷守恒的习题.请大家思考应该怎样测定酸雨的pH呢？（学生讨论实验方案） ［小结］ 雨水的酸碱度的测定方法 方法： 1.用pH试纸.（把待测液滴在pH试纸上,然后把试纸显示的颜色跟标准比色卡对照） 2.用数字pH计.（浸入待测液即可读数,精度为0.1） （例2）为了除去工业废气中的SO2,查得一个“将SO2转化为(NH4)2SO4”的资料.摘录于下：“一个典型实例：初步处理后的废气含0.2%(体积分数,下同)SO2和10% O2,在673 K时,废气以每小时5 m3的速度通过V2O5

催化剂层与NH3(20 dm3·h-1)混合,再喷入水(290 g·h-1),此时气体温度迅速由约673 K下降为473 K,在热的结

晶装置中得到硫酸铵晶体.” (1)阅读上文后,请回答下列问题：

①按反应式2SO2+O22 SO3,SO2和O2的物质的量之比为2∶1,资料中为什么用1∶50？ ②计算混合气体中SO3和NH3的物质的量之比. ③为什么要冷却？ ④如果某厂每天排放10 000 m3这种废气,按上述方法把SO2回收为(NH4)2SO4,估计每月(30天)需多少吨氨？可得多少吨硫酸铵？(注：废气体积按标准状况计) (2)结合具体情况,提出合理方案. ①某工业废气中含0.4% SO2和0.5% O2,你看该怎样利用上述资料？ ②如果某工厂没有氨,只有生石灰,你看又该怎样利用上述资料？ （学生讨论这种密切联系工业型习题的解法,关键是关系式的应用） 师：本题以工业废气的处理为主题,涉及了提高原料转化率、铵盐的热稳定性、钙基固硫等知识,同时要求学生有根据具体情况,提出新的合理方案的能力. 生：(1)①增大氧气的投料量可大大提高SO2转化为SO3的转化率. ②每小时5 m3中SO2的量为5 m3×103 dm3·m-3×0.2%=10 dm3,每小时通入NH3的量为20 dm3,故SO3与NH3