第章第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NO x。

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NO 2、SO 2在工业中的应用）（投影）合成硫酸：2SO 2+O 2 催化剂 加热 SO 3 SO 3+H 2O====H 2SO 4合成硝酸：4NO 2+O 2+2H 2O====4HNO 34NO+3O 2+2H 2O====4HNO 3［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H 2SO 4和HNO 3的缘故。

分析某次雨水的数据如下：c(+4NH )=2.0×10-6 mol·L -1c(Na +)=3×10-6 mol·L -1c(Cl -)=6×10-6 mol·L -1c(-24SO )=2.8×10-5 mol·L -1c(-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.3B.4C.5D.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SO 2，查得一个“将SO 2转化为(NH 4)2SO 4”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)SO 2和10% O 2，在673 K 时，废气以每小时5 m 3的速度通过V 2O 5催化剂层与NH 3(20 dm 3·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2SO 2+O 22SO 3,SO 2和O 2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SO 3和NH 3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 m 3这种废气，按上述方法把SO 2回收为(NH 4)2SO 4，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% SO 2和0.5% O 2，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SO 2转化为SO 3的转化率。

②每小时5 m 3中SO 2的量为5 m 3×103 dm 3·m -3×0.2%=10 dm 3,每小时通入NH 3的量为20 dm 3,故SO 3与NH 3的物质的量之比为1∶2。

③因铵盐受热易分解，适当冷却有利于(NH 4)2SO 4的生成。

④每月排放废气中的SO 2的质量为：30 d×10 000 m 3·d －1×103L·m －3×0.2%×14.221-∙molL ×64 g· mol －1=1.71×106 g=1.71 t 。

设1.71 t SO 2完全转化得SO 3的质量为x ，SO 2 ~ SO 364 801.71 t x x≈2.14 t设又需NH 3的质量为y ，生成(NH 4)2SO 4的质量为z ，SO 3 + 2NH 3+H 2O====(NH 4)2SO 480 34 1322.14 t y z求得y≈0.91 t z≈3.53 t(2)①因含O 2量不够，SO 2转化不完全，可先往废气中充入一定量的空气，以提高O 2含量。