环境保护与绿色化学教学设计

一、教学背景

学科 化学 所用 教材 人教版化学必修2 任课教师 郭想清 课 题 环境保护与绿色化学——我们的环境我做主 本节课的指导思想和理论依据主要基于以下几点： 课堂教学强调问题来源于实践，问题来源于实际生活，问题来源于学生所面临的一些困惑。 通过引导学生如何引用化学原理来解决实际问题，注重学生的问题探究能力的培养 倡导学生能够应用化学原理关注和分析和身边的实例。 强调科学知识与人文精神并重 1.教学指导思想与理论依据 教学内容的地位： 本节课是人教版教材必修2第四章第二节《资源综合利用 环境保护》中第二部分内容，本节课的内容与第一节的内容《开发利用金属矿物和海水资源》是相辅相成的关系，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发利用资源，最大限度的利用好资源，保护环境。在学习了上节课的内容后，又安排本节课内容，能使学生对化学与可持续发展有一个全面的认识。 教学内容的功能： 2.教材分析 通过用物理方法和化学手段来实现垃圾资源化的实例，以及从源头上实现污染的零排放的实例分析，使学生能够切身感受到化学与人类社会，化学与环境保护，化学与可持续发展的密切关系。 教学内容的处理： 对于环境污染部分内容在课前的预习探究中由学生通过资料的查阅自主完成，课堂上通过对垃圾的资源化部分，通过具体问题的分析和解决，让学生通过实际体验来完成，对于绿色化学部分通过定性和定量两个角度对实例进行分析，从而实现知识的全面掌握。 本节课面向的学生是高一学生，从知识的角度看，学生已经学习了原电池的理论,物质的分离提纯的一般方法，能够根据所学知识来设计实验对废旧电池进行处理。在能力上，学生已初步具备了一定的分析问题的能力与合作实验探究的精神，具备了一定的实验设计能力、实验操作能力和比较归纳能力。本节内容又紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。 3.学生情况分析 1

知识与能力 1、 通过废旧电池回收利用的实例，掌握垃圾资源化的方法。 2、 通过工业合成实例，从定性→定量分析污染物排放问题，实现绿色化学。 3、 能够通过实际问题的分析和解决， 实现学生分析解决问题能力的培养。 过程与方法 通过以“环境保护问题的解决”为主线，通过从事后处理和源头处理两个方面对问题进行分析和解决，从而实现对环境的保护。 4.教学目标 课堂中通过问题探究设计实验对废旧电池进行回收再利用，以及对化学反应进行定性→定量的分析，培养学生分析解决问题的能力。 情感、态度、价值观 1、赋予学生绿色化学的思想，培养学生爱护环境从我做起的意识，树立化学与可持续发展的意识。 2、通过问题的分析探究过程，培养学生分析问题解决问题的能力，使学生能够切身感受到化学与人类社会，化学与环境保护，化学与可持续发展的密切关系。 5.教学重点 垃圾的资源化、绿色化学和环境保护意识的培养 6.教学难点 培养学生加强环保意识并培养绿色化学的理念，和分析解决问题的能力 7.可持续发展教育渗透点 本节课从环境保护这一视角,进一步强调人类与可持续发展的关系,人类要实现可持续发展,就必须做到合理利用资源,最大限度地利用好资源,还要保护好环境。 二、教学过程

（一）课前预习探究 时间 指导知识预习 指导预习探究 指导问题探究 科学知识 1、小组查找有关环境污染的资料。 了解有关环境污染问题的现状 预期学习效果 学习能力 调查研究能力 价值观与生活方式 感受环境污染现状，了解环境问题对社会和人类的危害 查阅有关环境保护的信息和资料 2

已有知识的复习和巩固 2、知识回顾： (1)有关原电池的知识回顾 例：以Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu为例设计出原电池并写出对应的电极反应方程式。 电解质溶液_________ 正极材料_______, 电极反应_______________________ 负极材料_________, 电极反应_______________________ (2)有关物质分离提纯方法的知识回顾 例：如何分离以下混合物： 乙醇和水的混合物_________ KCl和CaCO3混合物__________ NaCl和I2混合物_________ NH4Cl和Na2SO4混合物_________ 乙酸乙酯和碳酸钠溶液_______ (3)常见离子的检验方法： Fe3+____________Fe2+_______________ NH4+____________SO42-_______________ Cl-_____________ 复习原电池、物质的分离提纯方法、物质的检验等知识 信息的加工，合作探究，问题的分析解决能力 （二）课堂独立-合作-应用探究 时课堂教学教师活动 学生活动 预期学习效果 科学知识 学习能力 价值观与 生活方式 2′ 间 阶段任务 课堂引入 展示一些环境优美的图片 观看投影 对比展示一些环境受到严 重污染的图片 了解环境 观察表达 感受人类与环境，人类与化学的关系 污染问题 能力 3′ 问题提出 环境问题是当今社会面临的一个重大问题，如何保护环境爱护环境呢？ 本班特斯拉科技制作社团废物利用小组的成果视频展示和目前所面临的困惑： 1、废旧电池的回收利用问题 2、其他更好的保护环境的方法 问题一：如何回收利用废旧电池的分析和解决： 观看视频 思考 从各种方面实现垃 观察分析解决问题 体验利用科学知识解决实际问题的成功 圾资源化 能力 20′ 提出方案 讨论交流 实验验证成利用原电池、物质 分析解决 感受化学 3

指导学生分析废旧干电池的组成、检验、回收利用方案的设计 12′ 分 评价实验方案 分离提对问题进行分析解决 提出绿色 提出原子利用率 巩固绿色问题能力 与环境的关系，体验解决实际问题的过程。 分析解决 对比分析感受化学发展的关系 培养学生定量的分析思维 分析问题感受化学与社会可持续发展关系 纯、检验， 深入探究 问题二的分析和解决： 回收处理只是事后的处理方法，对环境问题来讲最好的方法是什么？ 定性评价和定量（原子利用率）分析工业合成环氧乙烷的流程。 讨论交流 讨论交流 计算 讨论交流 化学概念 问题能力 与可持续评价能力 从定性到5′ 知识应用 有关化学与实际社会问题的例题。 化学理念 能力 3′ 总结提升 指导学习回顾学习过程 世界环境日介绍 环境保护，从我做起 回顾思考交流 化学知识分析解决问题的能力 意识到保护环境人人有责，从我做起 （三）课后延伸 时间 课后当天 课后延伸作业 完成学案上的课后作业题 内容 环境污染、绿色化学、垃圾回收利用实验题 方式与要求 独立完成 预期学习效果 了解常见环境污染问题，能够定性和定量的分析化学过程，能够完成回收利用实验分析 三、教学评价

本节课的学习效果评价内容主要基于这几个方面：课前预习探究活动中作业的完成情况，课堂自主合作探究中协作学习过程中做出的贡献，是否达到问题的要求。以及课后延伸活动中任务的完成情况评价。

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《环境保护与绿色化学》学案

一、 学习目标

了解环境污染问题，并能够用现有知识分析和提出解决方法 了解绿色化学概念，能够从原子利用率的角度定量分析 二、 课前预习探究

1、 查找有关环境污染的资料. 2、知识回顾：

(1)有关原电池的知识回顾

例：以Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu为例设计出原电池并写出对应的电极反应方程式。 电解质溶液_________正极材料_______,电极反应______________________________

负极材料_________,电极反应_______________________________________________ (2)有关物质分离提纯方法的知识回顾 例：如何分离以下混合物：

乙醇和水的混合物_________ KCl和CaCO3混合物__________ NaCl和I2混合物_________ NH4Cl和Na2SO4混合物_________乙酸乙酯和碳酸钠溶液_______ (3)常见离子的检验方法知识回顾：

Fe3+____________________Fe2+_____________________NH4+____________________ SO42-______________________Cl-_______________________ 三、 课堂自主-合作探究

1、 分析普通干电池的电极材料、电解质溶液、以及对应的电极反应方程式。已知：干电池

的总反应为：Zn＋2MnO2＋2NH4+ =Zn2＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，

正极：_________，电极反应_______________________

负极：_________，电极反应_______________________

电解质溶液：_________________

＋

2、 根据普通干电池的内部结构和电极反应，设计实验，回收利用其中有用物质

已知：锌的熔点为419.4℃，干电池为了将电解质溶液的流动性减弱，一般是用淀粉和电解质溶液调和成为流动性差的糊状。

(1)碳棒：______________用途：________________

(2)锌桶：_________________________

(3)MnO2的回收流程:___________________________________________________

(4)NH4Cl和ZnCl2的回收流程：_________________________________________ 3、工业上以乙烯为原料合成环氧乙烷的途径主要有2种方法： （1）、

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（2）、

请评价这两种方法的优缺点。

请计算这两种方法的原子利用率

原子利用率＝ 目标产物的质量 × 100% 产物的总质量之和

＝ 目标产物的质量 × 100％

反应物总质量之和

四、 课后延伸作业

1、振兴东北老工业基地是国务院做出的重大决策。在发展工业的同时，还必须注意生态环境。请回答下列问题：

城市工矿企业等排放的有害物质，除使大气污染加重外，还导致气候的变化。 ①排入大气的 气体，产生 效应，导致全球气候变暖。

②排入大气的 和 的氧化物，会造成酸雨危害（填元素符号）。 ③大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的叶组织，目前有一种比较有效的方法是：用直升飞机喷撒CaCO3分解成的CaO与空气中SO2等物质反应最后生成CaSO4降解其污染， 请写出CaO CaSO4的中涉及到得化学方程式 ____________ ________.

2、“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应尽可能减少对环境的污染，下列化学反应不符合“绿色化学”概念的是：

A 消除硫酸厂尾气排放： SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O

B 消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O C 制CuSO4 Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+H2O

D 制Cu(NO3)2 2Cu+O2=2CuO 、CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O

3、某研究性学习活动小组准备从废旧电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个实验过程如下。试回答下列问题： (1)干电池的构造和工作原理：

＋

干电池的工作原理是：Zn＋2MnO2＋2NH4+ =Zn2＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，则干电池工作时

－

负极上的电极反应式为 ，正极反应前后经历了下列两个反应，即2NH4+＋2e=H2↑＋2NH3↑，2MnO2＋H2=H2O＋Mn2O3，由以上两个反应式可知，正极上发生的电极反应式为 。

(2)锌皮和碳棒的回收：

用钳子和剪刀剪开干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入烧杯中。

(3)NH4Cl、ZnCl2的提取、检验和分离：

①如何从黑色粉末中提取NH4Cl、ZnCl2晶体的混合物？写出简要的实验步骤： 。

②用什么方法可将NH4Cl、ZnCl2晶体的混合物分离开？ 。 ③最后剩余的黑色残渣的主要成分是二氧化锰，还有炭黑和有机物等。可用 方法除去杂质以得到二氧化锰。

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