第一章 化学与生活
课题:第一节 生命的基础能源——糖类
知识与技能:
1. 使学生掌握糖类的主要代表物: 葡萄糖、 蔗糖、 淀粉 、纤维素的组成和重要性质,以及它们之间的相互转变和跟烃的衍生物的关系.
2. 了解合理摄入营养物质的重要性, 认识营养均衡与人体健康的关系。
3. 使学生掌握葡萄糖 蔗糖 淀粉的鉴别方法.
过程与方法:通过日常生活中的一些事例来讲解具体的内容。
情感、态度、价值观:使学生认识到糖类物质对人的重要性。
教学重点、难点:认识糖类的组成和性质特点。
课时划分:二课时
第一课时
[问题]根据P2~P3图回答人体中的各种成分。
[演讲]生命本身就是一种奇迹,只要走进大自然无论是公园、农田、森林、草原,还是崇山峻岭,江河湖海,你们就会发现有多种多样的动物和植物。生命要为生存而感激太阳,同时也要感谢把能量转化为生命物质的化学过程。
我们已经知道化学与生活关系多么密切。在这一章里,我们将学习与生命有关的一些重要基础物质,以及它们在人体内发生的化学反应知识。如糖类、油脂、蛋白质、微生素和微量元素等。希望学了本章后,有利于你们全面认识饮食与健康的关系,养成良好的饮食习惯。
[导课]我们来讨论两个生活常识:①“饭要一口一口吃”的科学依据是什么?若饭慢慢地咀嚼会感觉到什么味道?②儿童因营养过剩的肥胖可能引发糖尿病来进行假设:这里盛放的是三个肥儿的尿样,如何诊断他们三个是否患有糖尿病?今天我们将通过学习相关知识来解决这两个问题.下面我们先来学习糖类的有关知识。
[板书] 第一章 化学与生活
第一节生命的基础能源——糖类
115
[设问]如果有人问“今天你吃糖了吗?”你将怎样回答?
[回答]学生讨论后回答:吃糖了,因为淀粉就属于糖类。
[讲述] 糖类是绿色植物光合作用的产物。糖类是生物进行生命活动的重要物质,动物(包括人)消耗的能量大部分来自于糖类的分解。我国居民食物构成中大约75%来自糖类,淀粉就属于糖类,淀粉就属于糖类。
[资料]表1—1含糖食物与含糖量
食物
蔗糖
粉丝等
大米、面粉、玉米等
苹果、桃、葡萄等
含糖量
[设问]根据我们以前所学的知识,谁来回答什么是糖?哪些物质属于糖?
[学生讨论] 回答:糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机物,糖类也叫做碳水化合物。
[思考]由葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素通式总结糖类通式。
[板书]大部分通式Cn(H2O)m。
[自学]资料卡片。
[讲解] 糖类在以前, 曾经用一个通式来表示: Cn(H2O)m;这是因为在最初发现的糖类都是有C、H、O三种元素组成,并且分子中的H原子和O原子的个数比恰好是2:1.当时就误认为糖是由碳和水组成的化合物, 现在还一直在沿用这种叫法。
1、通式并不反映结构: H和O 并不是以结合成水的形式存在的.
2、通式的应用是有限度的: 鼠李糖 C6H12O5 、乙酸 等
[设问] 如何给糖类下一个准确的定义呢?
[板书] 糖类: 从结构上看,它一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解生成它们的物质.
[板书] 糖的分类: 单糖 低聚糖 多糖
[过渡] 在单糖中大家比较熟悉的有葡萄糖 果糖 五碳糖(核糖和脱氧核糖)等. 下面我们有重点的学习葡萄糖以及简单了解其它单糖.
[板书] 一 、葡萄糖是怎样供给能量的
115
[讲述]葡萄糖是最重要的、最简单的单糖,在自然界分布十分广泛,存于葡萄糖等带甜味的水果里。
[板书]葡萄糖的分子式: C6H12O6、白色晶体 ,有甜味,溶于水。
1、葡萄糖的还原性
[实验1-1]注意操作顺序和用量
[实验现象]试管内壁有银镜生成。
[讲述]通过实验进行分析(实验见下页),葡萄糖分子里含有醛基,已知1mol葡萄糖与银氨液反应能生成2molAg.又知1mol葡萄糖可以和5mol乙酸发生酯化反应,由此推知,一分子葡萄糖里含有5个-OH,请同学们推断一下葡萄糖分子结构。
[探究] 葡萄糖组成与结构:联系生物学写出分子式,结合性质写出结构式
[板书]结构简式: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO。
[练习]根据所学内容写出实验所发生的主要反应方程式。
[板书]
[复习]写出葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应方程式:
[讲述]葡萄糖是人体内的重要能源物质,我们来看一下葡萄糖是怎样转化为能量的?
[板书]2、葡萄糖是人体内的重要能源物质
[讲解]
115
糖是生命活动中的重要能源,机体所需能量的70%是食物中的糖所提供的。人体每日所摄入的淀粉类食物(占食物的大部分),最终分解为葡萄糖,然后被吸收进入血液循环。在胰岛素、胰高血糖素等激素的协调作用下,血糖维持在 70~110mg/dl(3.9~6.1mmol/L)的范围内,随血液循环至全身各组织,为细胞的代谢提供能量,发生氧化分解,最终生成二氧化碳和水:
[板书] C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)
[讲解]多余的糖,以糖原的形式储存到肝脏、肾脏和肌肉等组织器官中,或转化为甘油三脂储存到脂肪组织中。肌糖原是骨胳肌中随时可以动用的储备能源,用来满足骨骼肌在紧急情况下的需要。如剧烈运动时,骨胳肌主要靠分解肌糖原获得能量;肝糖原也是一种储备能源,主要作用是维持血糖水平的相对稳定;肾糖原与肝糖原作用相同,但含量较低。血糖的代谢异常往往又引起血脂的代谢紊乱,出现高脂血症。过量食用糖类如淀粉等容易使人发胖。
[学生回答]归纳:3、二糖
(1)蔗糖:分子式:C12H22O11
物理性质:无色晶体,溶于水,有甜味
化学性质:无醛基,无还原性,但水解产物有还原性。
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
(2)麦芽糖: 物理性质: 白色晶体, 易溶于水,有甜味(不及蔗糖).
分子式: C12H22O11(与蔗糖同分异构)
化学性质:
(1)有还原性: 能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖.
(2)水解反应: 产物为葡萄糖一种.
C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
(麦芽糖) (葡萄糖)
[课堂练习]
115
1.从食品店购买的蔗糖配成溶液,做银镜反应实验,往往能得到银镜,产生这一现象
的原因是
A.蔗糖本身具有还原性B.蔗糖被还原
C.实验过程中蔗糖发生水解D.在生产和贮存过程中蔗糖有部分水解
2.蔗糖3.42g与麦芽糖3.42g混合后并完全水解,若生成m个葡萄糖分子与n个果糖分
子,则m与n的比值是
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.1:1
3.某学生进行蔗糖水解的实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。它的操作如下:
①取少量蔗糖加适量水配成溶液
②在蔗糖溶液中加入3~5滴稀H2SO4
③将混合液煮沸几分钟,冷却
④在冷却后的溶液中加入银氨溶液,水浴加热,其实验结果没有银镜产生。其原因是____。
A.蔗糖尚未水解 B.加热时间不够
C.煮沸后的溶解中没有加碱中和其酸性 D.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖
上述实验的正确操作是 注:在水解冷却后的溶液中滴加NaOH以中和H2SO4后,再加银氨溶液并水浴加热。 。
4.棉子和甜菜中含有棉子糖,使棉子糖水解,一分子棉子糖水解为一分子蔗糖和一分
子半乳糖(半乳糖和葡萄糖互为同分异构体)。棉子糖的分子式是 C18H32O16
115
,如果使1mol的棉子糖完全水解时,则生成半乳糖 和 葡萄糖、果糖 各1mol。
[作业]课堂练习:2、3
[板书计划]
第一章 化学与生活
第一节生命的基础能源——糖类
糖类: 从结构上看,它一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解生成它们的物质. 大部分通式Cn(H2O)m。
糖的分类: 单糖 低聚糖 多糖
一 、葡萄糖是怎样供给能量的
葡萄糖的分子式: C6H12O6、白色晶体 ,有甜味,溶于水。
1、葡萄糖的还原性
结构简式: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO。
2、葡萄糖是人体内的重要能源物质
C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)
3、二糖(1)蔗糖:分子式:C12H22O11
物理性质:无色晶体,溶于水,有甜味
化学性质:无醛基,无还原性,但水解产物有还原性。
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
(2)麦芽糖: 物理性质: 白色晶体, 易溶于水,有甜味(不及蔗糖).
分子式: C12H22O11(与蔗糖同分异构)
115
化学性质:
(1)有还原性: 能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖.
(2)水解反应: 产物为葡萄糖一种.
C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
(麦芽糖) (葡萄糖)
[教学反思
115
第二课时
[提问]什么是二糖和多糖?举例并总结出二糖的化学性质。哪么多糖又有什么性质呢?
[板书]二、淀粉是如何被消化的
[讲述]淀粉主要存在于植物的种子和块茎里,谷类含淀粉最多,大米:80%,小麦:70%,马铃薯:20%。
[板书]淀粉是重要的多糖,化学式:(C6H10O5)n n值几百到几千,天然高分子化合物。
[讲述]物理性质:白色、无气味、无味道、粉末状,溶于水成胶状淀粉糊。
[探究]根据提示设计实验:证明淀粉水解产物。
[交流·汇报]展示优秀方案:
[板书]酸作用下水解反应:
(C6H10O5)n +n H2O n C6H12O6
淀粉 葡萄糖
115
[思考]
A.如何证明淀粉没有水解?〖新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液〗
B、如何证明淀粉正在水解?〖碘水和新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液〗
C、如何证明淀粉已完全水解?〖碘水〗
[讲解]淀粉在人体内的水解过程
[板书]淀粉(C6H10O5)n →糊精(C6H10O5)m 麦芽糖C12H22O11葡萄糖C6H12O6
[实践活动]检验土豆中淀粉的存在及淀粉溶液的性质。
[思考与交流]光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。
[感想]自然界变化的神奇
[转折]以上我们学习的是多糖—淀粉,下面我们再来了解纤维素有什么功能?
[板书]三、纤维素有什么功能
[讲述]物理性质:白色、无气味、无味道、纤维状、难溶于水和一般有机溶剂
[讲解并板书]水解反应:(C6H10O5)n +n H2O n C6H12O6
纤维素 葡萄糖
[指导阅读]课本9页3自然段,帮助学生总结归纳纤维素的用途,并投影显示。
[讲述](1)纤维素的一个最大用途就是造纸。滤纸几乎都是由纯的纤维素组成。制普通的纸是在纤维素中加了填充剂,然后再加明矾及胶等,以防止用墨水写字时,墨迹扩散。
(2)在人体消化道内虽不能消化,全部排泄出来,但同时又是必不可少的,因为它可以帮助肠子蠕动,否则排泄就非常困难。在反刍动物的消化道内,有分解纤维的酶,因此对类动物,它具有营养价值。
[总结]师生共同总结:淀粉、纤维素的异同。
[作业]P91~5
115
[课堂练习]
1.下列物质中的主要成分不属于糖类的是
A.棉花 B.木材 C.豆油 D.小麦
2.不能用于鉴别淀粉和纤维素的方法是
A.分别加入碘水,观察颜色反应B.分别加稀硫酸煮沸,加银氨溶液加热观察有无银镜
C.分别加热水溶解,观察溶解性 D.放在嘴里咀嚼,有无甜味产生
3.下列物质的水解产物都是葡萄糖的是 ①蔗糖②果糖③淀粉④纤维素⑤油脂
A.①②③④ B.③④ C.①③④ D.③④⑤
4.进行淀粉水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)除淀粉外,还使用下列试剂或其中的一部分:①碘水②银氨溶液③NaOH溶液④稀硫酸⑤pH试纸.使用上述试剂的顺序依次是
A.①②③④B.④①②③C.④①③②D.④①③②⑤
5.某学生做淀粉水解和银镜反应的实验,最后试管壁上没有镀上光亮的银,列出一些原因:①淀粉中含有少量纤维素杂质 ②试管壁上沾有油污,没有进行清洗③银氨溶液pH大于7④淀粉未水解至二糖或单糖⑤淀粉水解后未加碱溶液调至中性。造成银镜反应失败的可能原因有
A.①②③④⑤ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③④
6.淀粉和纤维素的分子组成都可以用通式_____表示,但二者的n值是_____同的。它们都属于_____糖,在性质上跟单糖、二糖不同,没有_____味,都_____发生(填“能”或“不能”)发生银镜反应,在稀硫酸的催化作用下,都能发生_____反应,反应的最终产物都是_____。纤维素发生水解反应的化学方程式是_____。
[板书计划]
二、淀粉是如何被消化的
淀粉是重要的多糖,化学式:(C6H10O5)n n值几百到几千,天然高分子化合物。
115
酸作用下水解反应:
(C6H10O5)n +n H2O n C6H12O6
淀粉 葡萄糖
淀粉(C6H10O5)n →糊精(C6H10O5)m 麦芽糖C12H22O11葡萄糖C6H12O6
三、纤维素有什么功能
水解反应:
(C6H10O5)n +n H2O n C6H12O6
[教学反思]
115
课题:第二节 重要的体内能源——油脂
知识与技能:
1、了解油脂的概念、用途以及物理性质;了解油脂的结构。
2、了解食用油脂对人体健康的意义、科学的摄取油脂,预防高血脂病。。
过程与方法:通过汇报、演讲、探究、归纳,让学生对油脂有更深的认识。
情感、态度、价值观:用结构决定性质这一化学基本思想指导学习。
教学重点、难点:油脂的概念、油脂的结构。
课时划分:一课时
教学过程:
[导课]可口的饭菜离不开油脂,油脂是人类的主要实物之一,是人体不可缺少的营养物质。下面我们来学习油脂的成分与性质。
[板书]第二节 重要的体内能源——油脂
[汇报]实践活动(生活中有那些食用油脂):
1、我们日常生活中食用的猪油、牛油、羊油、豆油、棉籽油、花生油等。
2、花生油、豆油。
3、油脂在化学成分上都是高级脂肪酸跟甘油所生成的酯。
4、在室温,植物油脂通常呈液态,叫做油。动物油脂通常呈固态,叫做脂肪。脂肪和油统称油脂。
[板书]一、油脂的成分
[讲解]油脂是由多种高级脂肪酸与甘油生成的酯。它的结构怎样呢?
[启发]写出硝酸甘油酯的结构简式?写出乙酸甘油酯的结构简式?
[讲解] 常见的高级脂肪酸有硬脂酸、软脂酸和油酸。 当R1、R2、R3
115
相同时,叫单甘油酯。当R1、R2、R3不相同时,叫 混甘油酯。天然油脂大都是混甘油酯。
[板书] 单甘油酯、 混甘油酯
[思考]油脂的熔点与什么因素有关?
[阅读]P10最后一自然段 。
[练习]形成油脂的脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点由重要影响:不饱和烃基相对含量越 ,熔点越 ;反之,饱和烃基相对含量越 ,熔点越 。动物油通常程固态植物油通常呈液态的原因是 。
[板书]二、油脂在体内发生了什么变化
[讲解]在人体中,油脂进入小肠后被消化吸收。小肠内接近中性的环境,也有利于脂肪酶的作用。胰液中含有消化油脂的脂肪酶。在脂肪酶的作用下,油脂被水解为甘油和脂肪酸。
[阅读]资料卡片—人体内的脂肪
[讲解]脂肪酸在人体内的功能
1、供给人体能量
油脂是热能最高的营养成分,1g油脂在完全氧化(生成CO2和H2O)时放出热量约为39.3kJ,大约是糖类(约17.2 kJ/g)或蛋白质(约18kJ/g)的2倍。因此,它是重要的供能物质。正常的情况下,每人每日需进食50g~60g脂肪,约能供应日需总热量的20%~25%。人体中的脂肪还是维持生命活动的一种备用能源。
2、脂肪酸储存在脂肪细胞中,相当于“能量”的储存。
的油脂是热能最高的营养成分,1g油脂在完全氧化(生成CO2和H2O)时放出热量约为39.3kJ,大约是糖类(约17.2 kJ/g)或蛋白质(约18kJ/g)的2倍。因此,它是重要的供能物质。正常的情况下,每人每日需进食50g~60g脂肪,约能供应日需总热量的20%~25%。人体中的脂肪还是维持生命活动的一种备用能源。
[板书] 脂肪酸在人体内的功能:1、供给人体能量
2、脂肪酸储存在脂肪细胞中,相当于“能量”的储存。
3、合成人体所需其它化合物原料。
115
4、多种生理功能。
[思考]那种脂肪的营养价值高?
[阅读]资料卡片:“必需脂肪酸”,主要是指人体必需的又无法直接合成的只能通过食物摄取的亚油酸(n-6)、α-亚麻酸(n-3)。如果长期缺乏必需的脂肪酸,会对婴儿湿疹、前列腺素分泌、皮炎、注意力和认知过程等产生严重影响。而人体所需的其他主要脂肪酸主要是饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。这些主要脂肪酸失衡,就是引发心脑血管疾病等多种慢性疾病的罪魁祸首。因此,科学合理的脂肪酸摄入,是人们保持心脑血管健康的有力保证。
亚油酸linoleic acid一种脂肪酸 。分子式CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH。学名顺,顺-9,12-十八(碳)二烯酸:
亚油酸与其他脂肪酸一起,以甘油酯的形式存在于动植物油脂中。动物脂肪中的含量一般较低,如牛油为 1.8%,猪油为6%;
优质亚麻酸和脂肪酸不足和主要食物营养元素不平衡,是当前中国食物发展和膳食营养改善的重中之重。一般说来植物油及海洋鱼类脂肪中必须脂肪酸的含量高。
[阅读]资料卡片,思考油脂为何酸败?
[讲解]含双键,双键被氧化。防止方法:加入食品抗氧化剂:
[课堂练习]
l.下列关于油脂的叙述中,不正确的是
A.油脂属于酯类 B.油脂没有固定的熔沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯 D.油脂都不能使溴水褪色
2.下列物质既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是
A.植物油 B.甲苯 C.裂化汽油 D.直馏汽油
3.油脂皂化反应后,为使肥皂和甘油充分分离,可以采取下列操作中的
A.盐析 B.分液 C.过滤
115
D.萃取
4.甘油跟新制的Cu(OH)2悬浊液相混时,能生成一种绛蓝色物质(如图)实验室常用此方法来检验多羟基化合物。下列有关甘油的叙述正确的是
①甘油的水溶液显酸性;②甘油分子中的羟基表现了极弱的酸性;
③甘油分子中羟基上的氢原子比一元醇分子中羟基上的氢原子活泼;
④甘油不能跟酸发生酯化反应。
A.①和③ B.②和③ C.③和④ D.①和④
[作业]P13 1、2、3、4、5
[板书计划]
第二节 重要的体内能源——油脂
一、油脂的成分
单甘油酯、 混甘油酯
二、油脂在体内发生了什么变化
脂肪酸在人体内的功能:1、供给人体能量
2、脂肪酸储存在脂肪细胞中,相当于“能量”的储存。
3、合成人体所需其它化合物原料。
4、多种生理功能。
[教学反思]
115
课题:第三节 生命的基础----蛋白质
知识与技能:
1.说明氨基酸、蛋白质的结构和性质特点,能列举人体必需的氨基酸。
2.了解人体新陈代谢过程中的某些生化反应。
3.了解合理摄入营养物质的重要性, 认识营养均衡与人体健康的关系。
过程与方法:运用实验探究、讨论的形式让学生知道蛋白质对人体健康的重要性
情感、态度、价值观:用结构决定性质这一化学基本思想指导学习。
教学重点、难点:氨基酸、蛋白质的结构和性质特点。
课时划分:二课时
教学过程:(第一课时)
[导课]蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁以及发、毛、蹄、角等都是由蛋白质构成的。蛋白质是构成人体的物质基础,蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。今天我们来学习生命的基础----蛋白质。
[板书]第三节 生命的基础----蛋白质
[阅读]资料卡片
[讲述]蛋白质是一类非常复杂的化合物,由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。蛋白质的相对分子质量很大,从几万到几千万。例如,烟草斑纹病毒的核蛋白的相对分子质量就超过了两千万。因此,蛋白质属于天然有机高分子化合物。我们学习蛋白质组成和结构。
[板书]一、蛋白质组成和结构
[投影]蛋白质的复杂结构:
115
[板书]1、氨基酸组成了蛋白质
[讲解]蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解,水解的最终产物是氨基酸。下面是几种氨基酸的例子:
[分析]氨基酸特点,写出氨基酸的通式。
[回答]氨基酸分子中既有氨基(-NH2),又有羧基(-COOH),因此它既能跟酸反应,又能跟碱反应,具有两性。
[板书]通式:
有氨基(-NH2),又有羧基(-COOH),因此它既能跟酸反应,又能跟碱反应,具有两性。
[讲解]现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。但是,构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。
[提问]什么是两性物质,推测氨基酸的性质有那些?
[回答]既与酸反应又与碱反应,还能互相反应(从结构上去分析)
[板书]2、多肽
肽: 一分子氨基酸中的羧基和另一分子氨基酸中的氨基之间脱去一个水分子, 经缩合反应而生成的产物.肽键: -CO-NH-
115
[练习]请完成下列化学方程式,指出生成物是什么,并标出肽键。这个反应跟学过的哪类反应类似?
(引导学生回忆生物课中学过的知识。)
[答案]
这个反应跟酯化反应类似。两个氨基酸脱去1分子水,缩合成二肽。n个氨基酸脱去n-1个水分子,缩合成多肽。
[投影]
[讲解]20多种氨基酸跟蛋白质的关系,好像字母跟单词的关系,它们可以形成无数种蛋白质。不同的蛋白质,组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同,所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构,从而进一步探索生命的本质,是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素,在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。
115
[小结]略
[课堂练习]
1.生命起源的研究是世界性科技领域的一大课题,科学家认为生命起源的第一层次是产生了与硝基化合物可能是同分异构体的物质,这类物质是
A.醇 B.羧酸 C.糖 D.氨基酸
3.某共价化合物中含C、H、N三种元素,分子内含有4个N原子,且4个N原子排列成四面体(如 P4的分子结构),每两个N原子间都有一个C原子,已知分子内无C—C键及C=C键,则该化合物的分子式为
A.C2H7N B.C6H12N4 C.C6H10N4 D.C4H8N4
4. 在①Ca(HCO3)2;②Al2O3;③KAlO2;④C6H5OH;⑤
⑥Al这六种物质中,既能与强酸溶液(如HCl),又能与强碱溶液(如NaOH)反应的有 ①②⑤⑥ 。(填序号)。并分别写出反应的离子方程式: 。
5.某含氮有机物能溶于水,它既能跟酸反应,又能跟碱反应,每个分子中只含有一个氮原子,实验测得这种化合物的含氮量为18.67%,分子中碳氧的原子个数是相等的,而碳、氧、氮的原子数之和正好等于氢原子个数。试述这种有机物的分子式、结构式和名称。分子式:C2H5O2N,结构式:,名称:甘氨酸
课堂练习:4、5、6
[板书计划]
第三节 生命的基础----蛋白质
一、蛋白质组成和结构
1、氨基酸组成了蛋白质
通式:
有氨基(-NH2),又有羧基(-COOH
115
),因此它既能跟酸反应,又能跟碱反应,具有两性。
2、多肽
肽: 一分子氨基酸中的羧基和另一分子氨基酸中的氨基之间脱去一个水分子, 经缩合反应而生成的产物.肽键: -CO-NH-
教学反思:
115
第二课时
[复习]氨基酸性质:两性.
[讲述]蛋白质是α-氨基酸缩聚的产物。蛋白质分子中还存在残留的氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白质也具有两性。此外,蛋白质还有一些重要性质,我们一起通过下面的实验来认识。
[板书]二、蛋白质性质
[思考] 蛋白质溶液属于哪种分散系?为什么?
1.盐析(边实验、边观察。)
[思考] (1)什么叫盐析?它的特点是什么?
(2)盐析有哪些应用?
(经实验、阅读后回答。)
[回答]蛋白质在浓无机盐溶液中因胶体凝聚而析出,叫做盐析。盐析是可逆的,表示如下:
[讲解]采用多次盐析法,可以分离和提纯蛋白质。
2.变性
[思考] 1.什么叫蛋白质变性?这个过程的特点是什么?除实验涉及之外,还有哪些
因素能引起蛋白质变性?
2.蛋白质变性有哪些应用?
115
(1)医疗上高温消毒杀菌的原理是什么?
(2)有人误服重金属盐,如铅盐、铜盐、汞盐等,应该怎样急救?
(3)为什么注射针剂前要用卫生酒精对皮肤消毒?
(4)为什么40%的甲醛溶液(俗称福尔马林)可用作制生物标本的常用药剂?
(经思考、议论后回答。)
[板书]
[讲述]由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的。蛋白质变性凝结后丧失可溶性,还失去生理活性。
[回答](1)医疗上高温消毒杀菌,就是利用加热使蛋白质凝固,从而使细菌死亡。
(2)误服重金属盐,可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆,以吸收重金属盐解毒,免使人体蛋白质变性中毒。
(3)用卫生酒精擦洗皮肤,能使皮肤表面附着的细菌(体内的蛋白质)凝固变性而死亡,达到消毒杀菌,避免感染的目的。
(4)甲醛使蛋白质凝固变性,使标本透明而不浑浊,说明甲醛溶液能长期保存标本,不影响展示效果。
3.颜色反应
[实验1—4]
[讲解]蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。这种反应能用于蛋白质的检验。
[板书]三、人体必需的氨基酸
[阅读] 相关内容说出人体必需的8种氨基酸及搭配食物的营养作用。
[讲解] 人体必需的8种氨基酸
115
口诀:甲携来一本亮色书。注:甲(甲硫氨酸)、携(缬氨酸)、来(赖氨酸)、一(异亮氨酸)、本(苯丙氨酸)、亮(亮氨酸)、色(色氨酸)、书(苏氨酸)
[阅读]资料卡片——酶,总结酶的特性。
[总结]酶是有生物活性(生物催化作用)的蛋白质。它有条件温和、高效、专一的催化活性。
[课外作业]P18、P19两个实践活动。
[课堂练习]
1.下列物质中,不能使蛋白质变性的是
A、硫酸铜 B、苯酚 C、乙醇 D、硫酸铵翰林汇
2.下图表示蛋白质分子的一部分,图中(A)、(B)、(C)、(D)标出分子中不同的键,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是
3、关于氨基酸的叙述中不正确的是
A.氨基酸的组成上只有碳、氢、氮三种元素
B.氨基酸既能和强酸反应又能和强碱反应 C.蛋白质水解得到α-氨基酸
D.氨基酸分子结构中有酸性的羧基和碱性的氨基,但氨基酸溶液不一定是中性的翰林汇
4.属于物理变化的是
A.麦芽糖和稀硫酸共热 B.蛋白质溶液中加入饱和NaCl溶液有固体析出
C.蛋白质溶液中加入浓NaOH溶液 D.氨基酸加入盐酸翰林汇
115
5.重金属盐能使人体中毒,这是由于它使人体内的蛋白质
A.发生了水解作用; B.发生了盐析作用;C.发生了变性作用; D.发生了分解作用。翰林汇
6.在热、酸、碱、重金属盐、紫外光线的作用下,蛋白质会发生变性凝聚_。它是不可逆的,所以用高温和紫外线消毒,就是使细菌的菌体蛋白质变性。
7.脂肪、淀粉、蛋白质被称为人类的三大营养物质,它们的共同性质是都与水发生水解反应。我们从食物中摄取的蛋白质,在胃液中的胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下水解反应,生成氨基酸,它被人体吸收后,重新合成人体所需要的各种蛋白质,人体内各组织的蛋白质不断分解,最后主要生成尿素排出体外。翰林汇
8.缬氨酸是一种中性的α-氨基酸,分子量117,经分析测得含氮12%,每一个缬氨酸分子中碳原子数是氮原子数的5倍,氢原子数是碳原子数的2倍再多一个,已知缬氨酸的碳链上有支链,且氨基与支链在不同碳原子上,写出缬氨酸分子式______,其结构简式为______,井用系统命名法加以命名______。
α-氨基-β-甲基- 丁酸
[板书计划]
二、蛋白质性质
1.盐析
蛋白质在浓无机盐溶液中因胶体凝聚而析出,叫做盐析。盐析是可逆的,
2.变性
3.颜色反应
蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。这种反应能用于蛋白质的检验。
三、人体必需的氨基酸
教学反思:
115
课题:第四节 维生素和微量元素
知识与技能:
1.通过实例了解人体必需的维生素的主要来源及其摄入途径。了解维生素在人体中的作用。
2.认识微量元素对人体健康的重要作用。
3.了解合理摄入营养物质的重要性, 认识营养均衡与人体健康的关系。
4.通过实例了解某些药物的主要成分和疗效。
过程与方法:实验探究、 调查、查阅资料并讨论。
情感、态度、价值观:通过人体常量与微量的关系,让学生明白物质的辩证唯物主义理念。
教学重点、难点:通过实例了解人体必需的维生素的主要来源及其摄入途径。认识微量元素对人体健康的重要作用。
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[导课]在20世纪,科学家发现只用糖类、脂肪、蛋白质和水的饲料喂养,实验动物不能存活。但如果在饲料中加入极微量的牛奶后,动物正常生长。科学家反复实验后认为,动物膳食中除含糖类、脂肪、蛋白质和水外,还必须含有微量维生素、矿物质等。
[板书]第四节 维生素和微量元素
[阅读]资料卡片---维生素的发现
[交流]你知道的维生素有那几种?它们各有什么性质?
[板书]一、维生素
1、维生素的作用
115
[讲述]维生素是参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质.这类物质由于体内不能合成或者合成量不足,所以虽然需要量很少,每日仅以毫克或微克计算,但必须由食物供给。绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成成分,在物质代谢中起重要作用。
维生素都是小分子有机化合物,在结构上无同性,通常根据其溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。
名称
来源
缺乏症
水溶性维生素
维生素B1
豆,瘦肉,谷类外皮
脚气病,多发性神经炎
维生素B2
蛋黄,绿叶疏菜等
口角炎,舌炎,皮炎等
维生素C
新鲜水果,蔬菜
坏血病
脂溶性维生素
维生素A
肝,蛋黄,鱼肝油,奶汁,胡罗卜等
夜盲症,皮肤干燥
维生素D
鱼肝油,肝,蛋黄,日光照射
佝偻病,软骨病
[板书] 脂溶性:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K;水溶性:维生素B族(维生素B1、维生素B2等)、维生素C。
[演讲故事]著名探险家雅克·卡蒂尔的历险故事。
卡蒂尔在1534年11月至1535年4月间率一队船员在考察圣劳伦斯的加拿大湾。当时有数周的时间,他们被坚冰困在海湾里出不去,渐渐的他们都出现了以下症状:牙龈出血、皮肤反应性青紫、身体虚弱、易怒、肌肉隐隐作痛、关节痛。幸运的是他们遇到了一位魁北克印弟安人,印弟安人让他们喝一种由当地生长的一颗大松树的叶子和皮制成的茶,这种茶竟然神奇的治好了他们的病。马斯魁勒(Masquelier)博士受此启发,开始研究该树种的树皮于1951年提取OPC成功,并应用于心脑血管疾病的治疗中,19年后,即1970年,他成功的从葡萄籽中提取了纯正的OPC,含量高达95%以上,而且无论浓度还是抗氧化作用都优于松树皮提取物,患者服用后都感觉更有效。OPC即维生素C。
[板书]2、维生素C
[讲解]维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。其结构式为: 分子式:C6H8O6,是水溶性维生素,溶液显酸性,有可口的酸味。
115
维生素C广泛存在于水果、蔬菜中,水果中又以柑桔类含量较多,蔬菜中青色者含维生素C较多。人工不能合成维生素C,必须从食物中获得。又叫抗坏血酸,是人体中新陈代谢不可缺少的物质,它维持牙齿、骨胳、血管肌肉的正常功能、具有解毒作用。能增强人体对疾病的抵抗力,促进伤口愈合,并能预防肿瘤。在新鲜蔬菜和水果中含量丰富,尤其是绿叶蔬菜,西红柿等酸性水果和豆芽中含量较高,缺乏时使人得坏血病表现为骨胳脆弱等症状。中学生每天需要补充60mg维生素C。
[板书] 维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。分子式:C6H8O6。
[结构]
[查询]根据维生素C结构推断它具有那些性质?
[回答]加成、氧化、水解等。
[例析] 研究性试题:维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液显酸性),它的化学式是C6H8O6,人体缺乏这种维生素可能得坏血病,所以维生素C又称抗坏性血酸。维生素C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都含量较高,如维生素C在新鲜的橙汁中含量500mg/L左右。学校课外活动小组测定了某中品牌的软包装橙汁中的维生素C的含量。下面是测定实验的分析报告。
I、测定目的:测定某中品牌的软包装橙汁中的维生素C的含量。
II、测定原理:C6H8O6+I2= C6H6O6+2H++2I-
III、实验用品及试剂
①仪器和用品(自选)
②试剂:指示剂 。维生素C溶液(浓度7.50×10-3mol·L-1)标准碘溶液、蒸馏水等。
IV、实验过程:
⑴洗涤仪器,检查滴定管是否漏水,润洗后装好标准碘溶液。
⑵打开:软包装,目测:颜色——橙黄色。澄清度——好。用
115
仪器向锥形瓶移入20.00ml待测橙汁,滴入2滴指示剂。
V、数据记录与处理:
滴定次数
待测溶液体积
(ml)
标准碘溶液体积
滴定前刻度
滴定后刻度
体积(ml)
第一次
20.00
0.24
15.22
第二次
20.00
0.10
15.11
根据以上数据,计算此橙汁中维生素C的含量
VI、问题讨论
⑴橙汁和碘溶液分别盛放在何种滴定管中?
⑵滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?为什么?
⑶从分析数据看,此软包装橙汁是否是纯天然橙汁?[ ]
A、是 B、可能是 C、不是
⑷制造商可能采取的的做法是[ ]
A、加水稀释天然橙汁 B、橙汁已被浓缩 C、将维生素C作为添加剂
⑸你是否同意这种做法[ ]
A、同意 B、不同意 C、调查后再作结论
分析:①根据题意信息维生素C水溶液显酸性,所以把它放在酸式滴定管中,碘溶液具有氧化性同样应放在酸式滴定管中。
②反应原理是用碘氧化维生素C,维生素C溶液中滴入淀粉溶液,当维生素C被碘氧化后继续滴入碘溶液使淀粉溶液变蓝。
③由于维生素C易被空气氧化,所以滴定时不能剧烈摇动锥形瓶。④维生素C溶液的体积为20.00ml,与之反应的贷内溶液的体积为两次滴定的平均值15.00ml。
由反应原理:C6H8O6+I2= C6H6O6+2H++2I-维生素C的浓度C=5.6×10-3mol·L-1,即每升溶液中含有C6H8O6 质量为985.6mg/L。⑤信息中新鲜橙汁维生素C的含量500mg/L左右,计算结果远大于此数据,说明此橙汁
肯定不为天然橙汁。对于制造商而言需要作调查后才能下结论。
115
[作业]P25 1、5、6
[板书计划]
第四节 维生素和微量元素
一、维生素
1、维生素的作用
脂溶性:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K;水溶性:维生素B族(维生素B1、维生素B2等)、维生素C。
2、维生素C
维生素C,其化学名称为:L-抗坏血酸。分子式:C6H8O6。
例析:
[教学反思]
115
第二课时
1、人体中微量元素
[阅读教材] 指导学生阅读教材P21~P22内容,并思考下面的问题。
[投影] ①组成人体自身的元素约有多少种?人体中含量最多的非金属元素是哪一种?含量最多的金属元素是哪一种?这些元素是以什么形式存在的?
②常量元素和微量元素划分的依据?它们对人体有什么作用?
(学生阅读和课堂交流)
[阅读] 人体中微量元素的存在形式
[交流展示]地球上生命起源于海洋,构成生命的元素在自然界都能找到,并且与地球表层元素的含量大致相当。
微量元素在人体内的含量虽然极微,却具有巨大的生物学作用。其生理功能主要有:①微量元素能协助宏量元素的输送,如含铁血红蛋白有输氧功能。②微量元素是体内各种酶的组成成分和激活剂。已知体内千余种酶大都含有一个或多个微量金属原子。如锌能激活肠磷酸酶,肝、肾过氧化酶,又是合成胰岛素所必需;锰离子可激活精氨酸酶和胆碱酯酶等;钴是维生素B12的组成成分之一,等等。③可参与激素作用,调节重要生理功能。如碘是甲状腺激素的重要成分之一,环境缺碘则机体不能合成甲状腺激素,就会影响机体正常代谢和儿童的生长发育。④根据体外实验,一些微量元素可影响核酸代谢。核酸是遗传信息的载体,它含有浓度相当高的微量元素,如铬、钴、铜、锌、镍、钒等。这些元素对核酸的结构、功能和脱氧核糖核酸 (DNA)的复制都有影响。
微量元素摄入量过低,会发生某种元素缺乏症;但摄入量过多,微量元素积聚在生物体内也会出现急、慢性中毒,甚至成为潜在的致癌物质。
[小结] 能够调节人体的新陈代谢,促进身体健康,而且有些元素是构成人体组织的
重要材料。
[过渡] 下面着重讨论铁、碘对人体健康的影响。
115
[交流展示] 碘元素对人体有哪些重要作用?
学生展示课前收集的有关资料,教师将其实物投影到屏幕上。
[投影] 碘有“智力元素”的美誉,碘和蛋白质、脂肪、糖类、维生素等一样是作为一种营养素而存在于人体,它在人体内的含量仅有25~50毫克(平均35毫克),为身体重量的两百万分之一,属于70余种微量元素的一种,尽管含量极低,却是人体各个系
统特别是神经系统发育所不可缺少的。碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生长发育,特别是脑发育的生理作用。因此,如果甲状腺功能异常,分泌激素过量或不足,势必对机体的代谢、生长发育和智力发育造成很大影响,导致种种疾病的发生,如较常见的甲状腺肿大。
[问题] 预防碘缺乏病最根本的措施是什么?通过讨论得出补碘的有效途径是食用含碘食盐。
[交流展示] 铁元素对人体有哪些重要作用?
学生展示课前收集的有关资料,教师将其实物投影到屏幕上。
[阅读]资料卡片:
[课堂练习]
1. 微量元素摄入量的多少,会直接影响人体健康,导致成年人出现甲状腺肿大的原因是缺乏下列元素中的
A. 铁 B. 碘 C. 钙 D. 锌
2.微量元素是指在人体内总量不到万分之一,质量总和不到人体质量的千分之一的二十多种元素,这些元素对人体正常代谢和健康起着重要作用。下列元素不是微量元素的是
A.I B.F C.H D.Mn
3.在人体所需的十多种微量元素中,有一种称为“生命元素”的R元素,对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层,其最高价氧化物分子式为RO3,则R元素的名称为
115
A 硫 B 砷 C 硒 D 硅
4.人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+转化为Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2的结合能力,服用维生素C可以缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有
A.酸性 B.碱性 C.氧化性 D.还原性
5.维生素C的结构简式为 关于它的叙述错误的是
A、是一个环状酯类化合物 B、易起氧化还原反应和加成反应
C、可以溶解于水 D、在碱性溶液中能稳定地存在
[作业]P25 2、3、4、7
[板书计划] 二、微量元素
1、人体中微量元素
2、碘元素对人体健康的影响
3、铁元素对人体健康的影响
教学反思:
115
第二章 促进身体健康
课题:第一节 合理选择饮食
知识与技能:
1、了解合理摄入营养物质的重要性, 认识营养均衡与人体健康的关系。
2、认识食品中对人类健康有重要意义的常见有机物。
3、实验探究抑酸剂化学成分的检验。
过程与方法:通过实验探究、查阅资料让学生认识到合理饮食的重要性。
情感、态度、价值观:通过合理选择饮食,让学生理解量变到质变的含义。
教学重点:认识营养均衡与人体健康的关系。
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[阅读]图2—1中国居民平衡膳食宝塔(15-18)
[讲解]1998年我国首次颁布了符合国情的“中国居民平衡膳食宝塔”,提供了合理的选择食物的指南。图中数字指每日的用量,有的项目有两个数字分别表示适合15~18岁的男生和女生。
[思考交流]
1、从图中你能获得那些信息?
2、根据上一章所学的知识和你的生活经验,谈合理选择饮食的重要性。
3、根据图2-1制定你一天的食谱,并与同学交流。
[展示](思考交流)成果:
《中国居民平衡膳食宝塔》是结合我国居民的膳食结构特点设计的,它把平衡膳食的原则转化成各类食物的重量,并以直观的宝塔形式表现出来,便于群众理解和在日常生活中实行。
平衡膳食宝塔提出了一个营养上比较理想的膳食模式。它所建议的食物量,特别是奶类与豆类食物的量,可能与大多数人当前的实际膳食还有一定距离,但为 了改善中国居民的膳食营养状况,应把它看作是一 个奋斗目标,努力争取,逐步达到。
115
平衡膳食宝塔共分五层。谷类食物位居底层,每人每天应吃300克 至500克;蔬菜和水果占据第二层,每天应吃400克至500克和100克 至200克;鱼、禽、肉、蛋等动物性食物位于第三层,每天应吃125 克至200克(鱼虾类50克,畜、禽肉50克至100克,蛋类25克至50克);奶类和豆类食物合占第四层,每天应吃奶类及奶制品100克和豆类及豆制品50克。第五层塔尖是油脂类,每天不超过25克。
宝塔建议食物的摄入量一般是指食物的生重,熟食类应折合成生重来计算。各类食物的组成是根据全国营养调查中居民膳食的实际情况计算的,所以每一类食物的重量不是指某一种具体食物的重量。如谷类是面粉、大米、玉米粉、小麦、高梁等的总和。
宝塔包含的每一类食物中都有许多的品种,虽然每种食物都与另一种不完全相同,但同一类中各种食物所含营养成分往往大体上近似,在膳食中可以互相替换。
我国幅员辽阔,各地的饮食习惯及物产不尽相同,只有因地制宜充分利用当地资源才能有效地应用平衡膳食宝塔。
膳食对健康的影响是长期的结果。应用平衡膳食宝塔需要自幼养成习惯,并坚持不懈,才能充分体现其对健康的重大促进作用。
中国儿童青少年的膳食指南
1、保证吃好早餐;
2、少吃零食,饮用清淡饮料,控制食糖摄入;
3、重视户外活动。
儿童是指6~12岁进入小学阶段的学龄孩子。他们独立活动的能力逐步加强,而且可以接受成人的大部分饮食。这一部分孩子,在饮食上往往被家长误看作大人,其实他们仍应得到多方面的关心和呵护。
一般情况下,孩子应合理食用各类食物,取得平衡膳食。男孩子的食量不低于父亲,女孩子不低于母亲。应该让孩子吃饱和吃好每天的三顿饭,尤应把早餐吃好,食量宜相当于全日量的1/3。孩子每年的体重约增加2~2.5千克,身高每年可增高4~7.5厘米。身高在这一阶段的后期增长快些,故往往直觉地认为他们的身体是瘦长型的。少数孩子饮食量大而运动量少,故应调节饮食和重视户外活动以避免发胖。
115
《中国居民膳食指南》中,除了不应该饮用酒精饮料外,其余原则也适用于这些孩子。要引导孩子吃粗细搭配的多种食物,对富含蛋白质的食物如鱼、禽、蛋、肉应该丰富些,奶类及豆类应该充足些,并应避免偏食、挑食等不良习惯。应该引导孩子饮用清淡而充足的饮料,控制含糖饮料和糖果的摄入,养成少吃零食的习惯。
[板书]一、认识水在人体中的作用
[过渡]人们每天都要补充一定量的水分,那么水在人体中有什么作用呢?
[阅读]
[思考交流]根据投影及31页第2、3、4自然段通过查阅资料思考交流:
1、自然界存在绝对的纯净水吗?为什么?
2、天然水为人体提供了那些营养成分?
3、天然水都可以直接饮用吗?为什么?
4、自来水、矿泉水、纯净水、蒸馏水,选择哪一种饮用好?
[展示]思考交流成果:
炎炎夏日就要来到,水的选择成了我们面临的一大难题。面对各种铺天盖地的广告,我们该该怎样选择?我们究竟该喝什么样的水?
美国的马丁博士告诉我们,有一定硬度、溶解性固体相对较多、偏碱性的水是 健康的饮用水。原因之一就是硬水束缚住了有害成分,因而降低了他们的被吸收;或者硬水中的矿物质提供了阻止毒物发挥有害作用所需的养分。在这个基础上,专家为我们选择了适合我们青少年喝的饮料:
纯净水和矿泉水
纯净水和矿泉水等桶装水由于饮用方便深受现代人青睐,但是,喝这些水时一定要保证其卫生条件,一桶水最好在一个月内喝完,而且人们不应把纯净水作为主要饮用水。因为水是人体的六大营养素之一,水中含有多种对人体有益的矿物质和微量元素,而纯净水中的这些物质含量大大降低,如果平时人们饮食中的营养结构又不平衡,就很容易导致营养调。
茶水:
115
茶水中富含维生素及氨基酸、茶多酚、黄酮、糖、蛋白质、矿物质等多种物质。它们与唾液发生反应使口腔滋润产生凉感。具有清心提神、除烦消炎、生津解渴、防治多种疾病的功能。喝热茶能促进人体汗腺分泌,大量水分从汗毛孔渗出散发热量。喝后10分钟可使体温下降1℃至2℃并保持20分钟左右。 有的人担心自来水硬度太大会不利于身体健康,但水的硬度对人体健康基本没有影响,而且现在国内的自来水都符合生活饮用水的标准,饮用煮沸了的自来水是安全的。
白开水是最好的饮料如今市场上各种纯净水、矿泉水和饮料名称五花八门,广告宣传更是诱人,那么人们究
竟该选择什么来喝呢?其实从健康的角度来看,白开水是最好的饮料,它不含卡路里,不用消化就能为人体直接吸收利用,一般建议喝30摄氏度以下的温开水最好,这样不会过于刺激肠胃道的蠕动,不易造成血管收缩。含糖饮料会减慢肠胃道吸收水分的速度,长期大量喝饮料,对人体的新陈代谢会产生一定不良影响。李百花大夫告诉记者,像橙汁、可乐等含糖饮料口感虽好,但不宜多喝,每天摄入量应控制在一杯左右,最多不要超过200毫升,而对于糖尿病人和比较肥胖的人来说,则最好不要喝饮料。
[阅读]资料卡片
[板书]二、食物的酸碱性
[讲述]食物有酸碱之分并非指味道而言,是指食物在体内最终代谢产物的性质。凡最终代谢产物为带阳离子的碱根者为碱性食物,如蔬菜、水果、奶类、茶叶等,特别是海带等海洋蔬菜,为碱性食品之冠。最终代谢产物为带阴离子的酸根者为酸性食物,如肉、大米、面粉等。酸性食物蛋白质多,碱性食物富含维生素与矿物质多。酸性食物会使体液偏酸,引起轻微酸中毒,易招致风湿性关节炎、低血压、腹泻、水肿、偏头痛、牙龈发炎等疾患。碱性食物会使体液偏碱,易招致高血压、便秘、糖尿病、骨质疏松症、动脉硬化乃至白血病等病。
[板书] 食物在体内最终代谢产物为带阳离子的碱根者为碱性食物,反之为酸性食物。
[思考]柠檬酸、橘子为什么它是碱性食物?
[回答]
115
食物的酸碱﹐并不是凭口感﹐而是食物经过消化吸收之后在体内吸收代谢后的结果。如果食物代谢后所产生的磷酸根﹑硫酸根﹑氯离子等离子比较多﹐就容易在体内形成酸﹐而产生酸性反应。如果产生的钠离子﹑钾离子﹑镁离子﹑钙离子较多﹐就容易在体内产生较多的碱﹐形成碱性反应。这和食物中的矿物质含量有关。一般来说﹐含有硫﹑磷等矿物质较多的食物﹐是酸性食物;而含钾﹑钙﹑镁等矿物质较多的食物﹐为碱性食物
[讲述]人体生命活动的规律,是维持肌体内部各种因素之间和机体与外部各种因素之间的综合平衡。其中,酸碱平衡就是极为重要的一个方面。种种现象表明,在现代社会,身体内的酸碱失衡已经成为导致现代病的一个重要原因。
[分析]人体内的酸碱平衡:
正常细胞功能的维持要求pH变化处于相当窄的范围内(动脉血浆pH为7.35~7.45),正是由于缓冲系统、肺的呼吸和肾的排泄对体液酸碱的调节作用,才使得体液pH变化很小。
[板书]人体中的酸碱平衡:
[小结]但是把食物以“酸碱”而分为“好坏”是一种错误的认知。少吃些肉﹐多吃些菜是对的;如果酸性食物吃的太多,吃些碱性食物均衡一下也是可接受的,但是不要矫枉过正了。只要遵循着均衡饮食的原则,注意天然新鲜食物的充份摄取,在营养上,在酸碱上,都能得到良好的平衡。
[作业]P37 1、2、3
[教学反思]
115
第二课时
[问题]同学们都愿意吃一些小食品,为什么?
[回答]色香味俱佳,味道好。
[思考]为什么味道好?其中加入了什么物质?它们对人体有没有害处?
[板书]三、安全使用食品添加剂
[讲述]食品添加剂一般可以不是食物,也不一定有营养价值,但必须符合上述定义的概念。即不影响食品的营养价值,且具有防止食品腐败变质、增强食品感官性状或提高食品质量的作用。
一般来说,食品添加剂按其来源可分为天然的和化学合成的两大类。天然食品添加剂是指利用动植物或微生物的代谢产物等为原料,经提取所获得的天然物质;化学合成的食品添加剂是指采用化学手段,使元素或化合物通过氧化、还原、缩合、聚合、成盐等合成反应而得到的物质。目前使用的大多属于化学合成食品添加剂。
[板书]食品添加剂:是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。
[板书] 主要:着色剂、调味剂、防腐剂、营养强化剂。
(一)着色剂
[阅读] 相关内容举例说出几种常见的天然或人造色素?你认为色素对人体是否有害?婴儿食品为何不能加入着色剂?
[阅读]同学们愿吃方便面,假如无调料你是否还愿吃?
[板书](二)调味剂
[讲述]增味剂或称风味增强剂,是补充或增强食品原有风味的物质,我国历来称为鲜味剂。鲜味不影响任何其它味觉刺激,而只增强其各自的风味特征,从而改进食品的可口性。
有些鲜味剂与味精合用,有显著的协同作用,可大大提高味精的鲜味强度(一般增加10倍之多),故目前市场上有多种强力味精和新型味精出现,深受人们欢迎。
115
此外,近年来人们对许多天然鲜味抽提物很感兴趣,并开发了许多有如肉类抽提物、酵母抽提物、水解动物蛋白和水解植物蛋白等,将其和谷氨酸钠、5′-肌苷酸钠和5′-鸟苷酸钠等以不同的组合与配比,制成适合不同食品使用的复合鲜味料。这类鲜味剂不仅风味多样,而且富含蛋白质肽类、氨基酸、矿物质等营养功能成分,将有进一步发展。
[阅读]资料卡片
[板书](三)防腐剂
[讲述]防腐剂是用来保持食品原有品质和营养价值的食品添加剂,它能抑制微生物活动,防止食品腐败变质从而延长保质期。由于目前使用的防腐剂大多是人工合成的,超标准使用会对人体造成一定伤害,因此,我国对防腐剂的使用有着严格的规定,明确防腐剂必须符合以下标准:1、合理使用对人体健康无害;2、不影响消化道菌群;3、在消化道内可降解为食物的正常成分;4、不影响药物抗菌素的使用;5、对食品热处理时不产生有害成分。同时,《食品添加剂使用卫生标准》也对人工合成防腐剂的最高限量做了明确规定,如苯甲酸钠按人体每公斤体重每日最高限量为5毫克,山梨酸钾为25毫克。
[板书](四)营养强化剂
[阅读]是指为增强营养成分而加入食品中的天然的或人工合成的,属于天然营养素范围的食品添加剂。通常包括氨基酸、维生素和无机盐、脂肪酸四类。维生素主要品种有VC、VB、VE、叶酸和β-胡萝卜素等;微量元素补充剂有钙强化剂、锌强化剂、硒强化剂、碘强化剂及亚铁盐。但是否需要含有食品营养强氧化剂的食品,应根据每个人的实际情况和医生建议定。
[思考]某些食品标明该食品富含各种维生素及锌强、硒强化剂,且价格较合理,你是否认为有必要买?
[小组讨论]我们是否应禁止使用食品添加剂?
[作业]P37 4、5
[课堂练习]1、靛蓝是一种食品用合成色素,但对人体有害。使用时必须严格控制使用量。靛蓝允许小于0.1g·kg-1。靛蓝结构简式如图所示。下列关于靛蓝的叙述错误的是
115
A.靛蓝可与溴水发生加成反应,使溴水褪色 B.它的分子式是C16H10N2O2
C.该物质分子量较大是高分子化合物
D.它与氢气发生加成反应,1mol靛蓝需氢气最大量是9mol
2、2004年5月2日 媒体对山东龙口粉丝的制作进行了曝光。经查原为绿豆淀粉做的粉丝却改用了低成本的玉米淀粉。由于玉米淀粉颜色发黄发暗,不法厂家竟用有毒的过氧化苯甲酰作增白剂,以达到“晶莹剔透”的效果。人食用这样的食品,会产生叠加中毒,许多原有的营养物质被破坏,如VA、VB、VE等。已知过氧化苯甲酰为白色粉末,微溶于水,遇热爆炸,保存时应加30%的水,化学式为:
(1)生产过氧化苯甲酰的原料是苯甲酰氯和双氧水,写出合成过氧化苯甲酰的化学反应方程式:______________,该反应类型为___反应。
(2)根据以上信息,判断下列有关叙述正确的是
A、过氧化苯甲酰是强氧化剂而VE等是还原剂
B、过氧化苯甲酰可与水反应,放出过氧化氢
C、面粉中决不能使用过氧化苯甲酰等增白剂
D、过氧化苯甲酰添入面粉后必须卖湿面粉
[教学反思]
115
课题:第二节 正确使用药物
知识与技能:
通过实例了解某些药物的主要成分和疗效,做到正确使用药物。
了解兴奋剂及毒品对人类的危害,做到拒绝毒品。
过程与方法:通过查阅资料、专题班会、探究实验等方法,使学生对药物有个正确的认识。
情感、态度、价值观:通过教学,使学生感觉到药物的奇妙作用,激发学生的学习热情。
教学难点、重点:了解某些药物的主要成分和疗效。
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[查阅资料]医药对我国居民寿命的贡献。
[交流]获得的信息:
我国居民平均寿命由1949年时的35岁,提高到200年的70.8岁。传染病在死亡病因中由35%降到5%。两项指标均已接近发达国家水平,原因是应用了新型药物,化学做出了重大贡献。
[板书] 第二节 正确使用药物
一、人工合成药物
[讲述] 人工合成药物许多,估计已达10万多种。这里我们主要介绍解热镇痛药、抗生素药和抗酸药等常用药物。
[阅读] 阿司匹林有关内容,并上网查阅相关信息。
[板书]1、解热镇痛药
[练习]
1、填空:
阿司匹林结构式:_______,状态:_____,熔点:_____,在水中_____溶。制备阿司匹林的化学方程式:________
115
___________。
2、药物阿司匹林的结构式为 ,关于阿司匹林说法中正确的是
A、它是乙酸的同系物 B、合成阿司匹林时可能要用乙酸为原料
C、阿司匹林能发生酯化反应 D、阿司匹林没有酸性
3、科学家把药物连在高分子载体E上可制成缓释长效药剂.阿司匹林 () 可连接在某高分子聚合物上,形成缓释长效药剂,其中一种结构简式为:
试回答:
①载体结构式: .
②缓释反应的方程式: .
③阿斯匹林在碱性条件下发生反应的方程式: 。
[分析]本题属于基本类型题目,解决总是的关键在于判断官能团的断裂位置,观察长效药的结构似乎①②两位都可以断裂,但考察司匹林的结构,分子只有从②位断裂才有意义.
则缓释反应:
115
阿斯匹林在碱性条件下应发生酯键的水解反应 :
[交流]查阅的资料信息:
阿司匹林:乙酰水杨酸(aeetylsalicylic and,aspirin)既是止痛药物又是抗炎药物,分子量:180,学名为乙酰酚甲酸或乙酰水杨酸。市售之商品其外观为白色针状或板状结晶或白色结晶性粉末,无臭,微带酸味。在干燥的空气中无变化,在湿润空气中缓缓分解,产生游离水杨酸与醋酸。熔点为135~138℃。含量不低于99.5%难溶于冷水,易溶于90%乙醇。
阿司匹林为通用的止痛解热药。其作用与酚甲酸及其酯类相似。经胃时并不起分解,且无刺激性,被十二指肠吸收后,乃渐次水解,故无酚甲酸之蓄积中毒之现象。
[阅读]科学史话---阿司匹林的发现
早在远古时代,古代埃及人就发现葡萄藤中含有能降温止痛的物质(后来科学家发现这种物质是水杨基酸),他们煮葡萄藤水喝来治病。直到19世纪,西方人也使用水杨基酸来治疗风湿痛。但是水杨基酸也有副作用,能引起胃出血、呕吐等病症。1897年德国拜耶制药公司的科学家霍夫曼将另外一种酸与水杨基酸合成制成阿司匹林,解决了这个问题,也治疗了亿万人的病痛。
著名的英国药学家约翰·罗伯特·文1971年发现了阿司匹林的作用原理,因而在1982年与另外两名科学家一起获得当年的诺贝尔医学奖。
[查阅]查阅资料:青霉素的药用机理
[板书]2、青霉素
[练习]
115
4、青霉素结构式: _______, 青霉素有_______功能,适于_______症, 青霉素至少有_______五中.
[思考]注射青霉素时为何作皮试,根据资料及课本内容回答
[交流] 注射青霉素时为何作皮试的原因.
注射青霉素前必须做皮试
青霉素过敏是一种药物过敏反应。对青霉素过敏的患者一旦注射了青霉素,轻者出现皮疹、瘙痒等皮肤过敏症状,重者可出现过敏性休克而危及生命,造成严重的后果。所以,为了防止预防青霉素过敏,在使用青霉素前必须做皮试。即使经常使用青霉素,且从未出现过敏反应者,若停药三天以上,需要再次使用青霉素前仍必须重要做皮试。
过敏反应是抗原和抗体在致敏细胞上相互作用而引起的。青霉素是一种半抗原,进入人体后与组织蛋白质结合形成全抗原。对于过敏体质的患者,青霉素进入机体后形成的全抗原可使淋巴细胞产生特异性抗体lgE,lgE可粘附在鼻、咽、声带、支气管粘膜上,使机体呈过敏状态。当患者再次口服或注射,甚至外用青霉素时,新的抗原即与特异性抗体lgE相结合而发生作用,释放出各种致敏物质作用于效应器官,使平滑肌收缩,毛细血管扩张和通透性增高,可即刻出现各种症状,如皮疹、哮喘、喉头声带水肿,严重时可引起窒息,出现血压下降或过敏性休克。 因此,注射青霉素前必须做皮试来判断是否会过敏。
[查阅] 青霉素对人类的贡献
[交流]青霉素是本世纪20年代末发现的第一种可以实际应用于人体传染病治疗的抗生素。1928年9月的一天,弗莱明在伦敦圣玛丽医院实验室中发现,一个葡萄球菌培养皿被一个青霉菌污染后,葡萄球菌菌落变得半透明,最后则完全裂解。于是,他从该青霉菌分离纯培养物,在培养基上定期传代,一传就是10年。直到1939年,弗洛里向他索取这种菌株,对它进行“再发现”的研究。之后,弗洛里和钱恩在牛津用分配色层分析法成功地分离并提纯出青霉素。
青霉素的问世,救治了大批因战伤感染的盟军战士,令当时的英国首相丘吉尔非常感慨,他称:“青霉素是同盟国在第二次世界大战中获胜的3个重要原因之一。”青霉素的发现,标志着人类抗生素时代的诞生:1945年的颁奖揭开了诺贝尔医学奖历史上异常光辉的一页。
[讲述]同学们胃不好时,医生开的胃药中常含有一些抗酸性成分。
115
[板书]3、抗酸药
[讲述] 抗酸药:降低胃内酸度从而降低胃蛋白酶的活性和减弱胃液消化作用的药物。常用于治疗胃、十二指肠溃疡和胃酸分泌过多症。按其效应分为:①吸收性抗酸药。如碳酸氢钠等。②非吸收性抗酸药。如碳酸钙、氧化镁、氢氧化铝(片剂或凝胶)、三硅酸镁等。
[练习]
5、写出下列反应的化学方程式:
Na2CO3+HCl→
NaHCO3+HCl→
Mg(OH)2+HCl→
Al(OH)3+HCl→
CaCO3+HCl→
[科学探究]设计实验证明某以抗酸药成分(实验室完成)。
[查阅资料]中草药的应用日益受到重视。
[板书]4、中草药
[交流] 中药是我国传统医学和传统文化的瑰宝,数千年来为中华民族及世界人民做出了巨大贡献。
李时珍经过长期的艰苦的实地调查,搞清了药物的许多疑难问题,于万历戊寅年(公元一五七八年)完成了《本草纲目》编写工作。
全书约有190万字,五十二卷,载药一千八百九十二种,新增药物三百七十四种,载方一万多个,附图一千多幅,成了我国药物学的空前巨著。
[查阅]资料:麻黄素
[交流] 麻黄素是从植物麻黄草中提取的生物碱,故又称麻黄碱, 也可通过化学合成制得。麻黄素有显著的中枢兴奋作用,长期使用可引起病态嗜好及耐受性,被纳入我国二类精神药品进行管制。麻黄素是制造"冰毒"的前体,"冰毒"是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。所以国家药品监督管理局颁布了《麻黄素管理办法》,对麻黄素的生产、购销、出口做了严格规定,违者将追究法律责任。
[练习]
115
6、麻黄素结构式:_______,主要用于_______,副作用______。
[小结]略
[作业]P43 1、2、3
[板书计划] 第二节 正确使用药物
一、人工合成药物
1、解热镇痛药
2、青霉素
3、抗酸药
4、中草药-麻黄素
[教学反思]
115
第二课时
[讨论]“是药三份毒”谚语。
[查阅]兴奋剂、毒品。
[交流]兴奋剂:
兴奋剂作为一种短期提高体育成绩但对身体造成极度危害的药物,已经像幽灵一样附着在人类体育运动的许多领域,玷污着人类崇高的体育精神。那么什么是兴奋剂呢?
兴奋剂实际是禁用药物的统称,即凡是能提高运动成绩并对人体有害的药物都是兴奋剂。目前人们还没有发现仅能提高成绩而不损害身体的兴奋剂。
由于兴奋剂的主要功能是用强加的方法来改变身体的机能,而这种改变必将导致身体的平衡遭到破坏,造成自身原有的功能受到抑制,进而形成人体对药物的长期依赖及这种依赖的不可恢复性,甚至导致猝死的发生。
不同种类的兴奋剂对人肌体的作用是不同的。像刺激剂就对增加反应,提高竞争意识有作用。蛋白同化制剂则增加人体肌肉,增强体能。阻断剂能增加动作稳定性。利尿剂能够减轻体重,还可以利用它的强排泄作用掩饰其它的兴奋药物。
[交流]毒品:根据《中华人民共和国刑法》第357条规定:毒品是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺(冰毒)、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。目前,我国吸毒者常用的毒品是:海洛因、鸦片、大麻、冰毒、摇头丸等。
鸦片,又称阿片,包括生鸦片和精制鸦片。将未成熟的罂粟果割出一道道的刀口,果中浆汁渗出,并凝结成为一种棕色或黑褐色的粘稠物,这就是生鸦片。精制鸦片亦称"禅杜",即经加工便于吸食的鸦片。另外还有鸦片渣、鸦片叶、鸦片酊、鸦片粉都是鸦片加工产品,均可供吸食之用。长期吸食鸦片可使人先天免疫力丧失,引起体质严重衰弱及精神颓废,寿命也会缩短,过量吸食可引起急性中毒,可因呼吸抑制而死亡。
吗啡(Morphine)是鸦片中的主要生物碱,在医学上,吗啡为麻醉性镇痛药,但久用可产生严重的依赖性,一旦失去供给,将会产生流汗、颤抖、发热、血压升高、肌肉疼痛和痉挛等明显的戒断症状。长期使用吗啡,会引发精神失常,大剂量吸食吗啡,会导致呼吸停止而死亡。
115
海洛因(Herion)通常是指二乙酰吗啡,它是由吗啡和醋酸酐反应而制成的。海洛因被称为世界毒品之王,是我国目前监控、查禁的最重要的毒品之一。海洛因品种较多,其中较为流行的有西南亚海洛因、中东海洛因、东南亚海洛因。
冰毒,即兴奋剂甲基苯丙胺,因其原料外观为纯白结晶体,晶莹剔透,故被吸毒、贩毒者称为“冰”(Ice)。由于它的毒性剧烈,人们便称之为“冰毒”。该药小剂量时有短暂的兴奋抗疲劳作用,故其丸剂又有“大力丸”之称。又因苯丙胺(Amphetamine)有其译音名安非他明或安非它命之称,故甲基苯丙胺也有甲基安非他明之称。此外,甲基苯丙胺是在麻黄素化学结构基础上改造而来,故又有去氧麻黄素之称。
[特殊班会]“拒绝毒品、关爱生命”(班主任等共同组织)。
[课堂例题]
例题1:鸦片是一种容易上瘾的毒品,其毒性主要是来自下列哪一个化合物
(A)海洛因 (B)安非他命 (C)吗啡 (D)尼古丁
解析:(A)海洛因:化学结构类似吗啡,属白色晶体纯度较吗啡高,比吗啡更易上瘾,属于植物碱。(B)安非他命:白色,无臭有苦味晶体,沸点为320℃;化学式为:C9H13N。(C)鸦片中含有20多种植物碱,其毒性主要由吗啡所造成。(D)尼古丁的分子式为:C10H14N2,尼古丁是一种兴奋剂,刺激肾上腺素,使心跳加速血压上升。答案(C)。
例题3:吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子中C、N、H的质量分数依次为:
71.58%、4.91%、6.67%,其余是氧。
(1)通过计算得出吗啡的相对分子质量 (不超过300) 根据已知数据,可计算氧的质量分数为:l-71.58%-4.9l%-6.67%= 16.84%,则吗啡中C、H、N、O原于数最简整数比为C:H:N:O=17:19:1:3,则最简式为:C17H19NO3式量为12×17+1×19+14×1+16×3=285。因吗啡的相对分子质量不超过300,故吗啡的相对分子质量为最简式式量即 285。;吗啡的分子式是就是最简式C17H19N03。
(2)已知海洛因是吗啡的二乙酸醋。则海洛因的相对分予质量是因为海洛因是吗啡的二乙酸酯,据酯化反应的过程:CH3COOH+R-OH→C H3COOR+H2O 则每1分子CH3COOH参加酯化反应所生成的酯比原来的醇的相对分子质量增加 60-18=42。由于海洛因是吗啡的二乙酸酯,则海洛因的相对分子质量比吗啡增加42×2=84,所以海洛因的相对分子质量为285+84=369。;分子式是
115
C17H19NO3+C4H4O2=C21H23NO3。
例题4:大麻是一种毒品,我国政府严禁生产、销售和吸食。大麻中的主要成分为大麻酚,已知其分子式为 C21H26O2。大麻酚在空气中焚烧,可生成CO2和H2O,这个反应的化学方程式是
2C21H26O2 +53O2 燃烧 42CO2+26H2O 。
例题6: "虎门销烟"是禁烟运动的伟大胜利。1839年6月,收缴到的110万千克鸦片被集中运到虎门海滩,和数以万担生石灰十起投入挖好的销烟池中。-随着大网拉起,海水灌进池中,顿时地中热浪翻滚,通过各种化学和物理作用;鸦片被全部销毁。鸦片是黑色青状物,它含有二十多种成分,吗啡和罂粟碱是其中有效成分中较主要的两种
在吗啡和罂粟碱的分子中,都含有相同的基团是(“-CH3”、“-CH2-”等键烃基除外)_____________,所以它们都可以看作是芳香族化合物;其中,能与 NaOH溶液发生中和的是(填物质名称)____________,lmol这种物质能被 ____________mol NaOH中和。
较强的碱性和较高的温度是鸦片在池中被销毁的原因之一。海水灌进池后;产生较强碱性的原因是(用化学方程式表示)________________________,由于这是一个____________反应,所以产生较高的温度。
答案:苯环(或苯基)、吗啡、2、CaO+H20=Ca(OH)2、放热。
[小结]略
[作业] P43 4、5
教学反思:
115
第三章 探索生活中材料
课题:第一节 合金
知识与技能:
1.使学生初步了解合金。
2.认识金属与合金在性能上的主要差异。
3.知道生活中常见合金的组成,了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。
过程与方法:通过调查或实验、查阅资料,让学生对合金的用途有个认识。
情感、态度、价值观:通过对合金的认识,合金在高科技里的应用,激发学生的兴趣。
教学重点:认识金属与合金在性能上的主要差异。
课时划分:一课时
教学过程:
[思考与交流]
1、什么是合金?你日常生活中的金属制品那些是合金?
2、为什么我们使用的金属材料主要是合金?而不是纯金属?
3、查阅资料,填写制造下列汽车配件所用的金属或合金,并解释使用这些材料的原因。
汽车配件
金属或合金
使用原因
电线芯
汽车外壳
灯丝
发动机
排气管
[过渡]我们日常生活中所用金属基本上都是合金,原因是合金与纯金属相比具有优越的性能,下面我们认识合金。
[板书] 第三章 探索生活中材料
第一节 合金
115
一、认识合金
[自学]合金第一自然段。
[板书]合金:就是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
特点:合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能,一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
[思考]为什么合金具有良好的机械性能?
[阅读教材]
[讲解]根据图3-1讲解合金比纯金属硬度大更坚硬的原因。
[学与问]根据图解释合金熔点为什么一般比各成分熔点低?
提示:原子之间吸引力减弱。
[板书]二、使用合金
1、铁合金
[阅读教材图片]
[讲解] 生铁的含碳量在2%~4.3%,还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质,机械性能硬而脆,易断裂,可铸不可锻;钢中的含碳量一般在0.03%~2%之间,其它杂质含量也比生铁少,基本上不含硫和磷。机械性能比生铁优良,硬而韧,有弹性,延展性好,可铸可锻,易加工。
[练习]1.生铁的含碳量在__之间,还含有等杂质,主要的机械性能__。钢的含碳量在__之间,与生铁比较其它杂质含量__,主要的机械性能__。
[讲述]钢可以分为碳素钢和合金钢两大类,根据含碳量的不同。工业上一般把含碳量低于0.3%(质量分数)的叫做低碳钢;含碳量在0.3%~0.6%(质量分数)之间的叫做中碳钢;含碳量在0.6%(质量分数)以上的叫做高碳钢。合金钢是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种不同特殊性能,如强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨,耐腐蚀,以及其它许多优良性能。
[观看图片]不锈钢制品:
115
[讲述] 随着科学技术的进步和人民生活水平的提高,不锈钢的装饰品、餐具、炊具已经进入许多家庭。不锈钢制品外观光洁、美观,不易污染、不生锈,因此受到人们的青睐。
不锈钢中除铁以外,还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13%以上,镍的含量也在10%左右。例如,有一种不锈钢的成分除铁以外,其他元素含量如下:
Cr(铬)17.0%~19.0%;Ni(镍)8.0%~11.0%; C(碳)≤0.14%;Si(硅)≤0.80%;Mn(锰)≤2.00%; P(磷)≤0.035%;S(硫)≤0.03%。
[练习]2.在下列物质名称后的括号内填上符合该物质的组成成分和用途的序号。
(1)低碳钢( ) (2)高碳钢( )(3)不锈钢( ) (4)铸造生铁( )
A.含碳2%~4.3% B.含碳低于0.3%C.含碳高于0.6% D.含镍、铬
a.铸造铸件 b.机器零件c.化工设备的耐酸塔 d.刀具
3.钢铁的生锈与什么有关?铁锈的主要成分是什么?若铁锈的主要成分以Fe2O3表示,写出用盐酸除去铁锈有关反应的化学方程式。
[学与问]某些情况下(如海水中),不锈钢仍会生锈,为什么?(提示:仍含杂质,形成原电池)
[自学]资料卡片—钢中合金元素作用。(阅读拓展资料:特种纲)
[自学]几种铝合金用途:
[板书]2、铝合金、铜合金
[讲述] 铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的强度和硬度较小,不适合制造机械零件等。制成铝合金可改善性能。例如,铝硅合金(含Si质量分数为13.5%)的熔点为564℃,比纯铝或硅的熔点低,而且它在凝固时收缩率又很小。因而,这种合金适合铸造。又如,硬铝(含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%)(均为质量分数)的强度和硬度都比纯铝大,几乎相当于钢材,且密度较小。铝合金的种类很多,它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。
[实践活动]通过调查或设计实验,确定易拉罐的成分
[阅读教材]铜合金:
[讲述] Cu与Zu的合金称黄铜,其中Cu占60%~90%、Zn占40%~10%,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。青铜是人类使用历史最久的金属材料,它是Cu~Sn合金。白铜是Cu-Ni合金,有优异的耐蚀性和高的电阻,故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。
115
[阅读教材]
[阅读]资料卡片:K金是指黄金和其它金属混合在一起的合金,K金的量度单位,是将纯金分为24份。根据在首饰中的黄金含量就分成不同的K金,所以24K是指纯金,18K含黄金量就是18/24=75.0%。
[思考与交流]
[阅读]新型合金
[板书]3、新型合金
[练习]4、储氢合金是怎样储氢的?常用那些合金材料做储氢金属材料?
使用时氢气怎样放出?
5、.氢化钠(NaH)是一种离子化合物,NaH与H2O反应放出H2,下列叙述中正确的是
A、NaH在水中呈酸性 B、NaH中的氢离子可被还原成H2
C、NaH与H2O反应时,NaH是氧化剂 D、NaH与H2O反应时,H2既是氧化产物又是还原产物
[阅读]资料卡片—泡末金属
[练习]6、什么是泡末金属?泡末金属有那些性质及主要用途。
[作业]P53 1、2、3、4、5、6
[板书设计] 第三章 探索生活中材料
第一节 合金
一、认识合金
合金:就是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
特点:合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能,一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
二、使用合金
1、铁合金
2、铝合金、铜合金
3、新型合金
[教学反思]
115
课题:第二节 金属的腐蚀与防护
知识与技能:
1.能描述金属腐蚀的化学原理,知道金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
2.进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式,辩证的认识外因条件对化学变化的影响;
3.参与试验探究观察铁生锈的过程,体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣;
过程与方法:实验探究、师生共议、归纳总结。
情感、态度、价值观:让学生认识到金属腐蚀对国民的影响,提倡学生节约资源的意识。
教学重点:电化腐蚀的原因.
教学难点:析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式.
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[阅读]常见的金属腐蚀现象:
[导课]金属腐蚀的现象非常普遍,像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等,如保养不好,都会腐蚀,从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康,甚至造成严重事故的损失,那就更无法估计了。因此,了解金属腐蚀的原因,掌握防护的方法,是具有十分重要的意义的。
[板书] 第二节 金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
[阅读]回答什么是金属腐蚀?
[板书]金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
[讲述] 金属的化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
例如:铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀,在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[板书]1、
115
化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[讲述]温度对化学腐蚀的影响:
[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀
注意:①光亮铁钉浸没在菜油之中;②光亮铁钉半浸半露在菜油中;③光亮铁钉完全浸没在食盐水中;④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目,还要发挥点拨作用,提出注意点:①观察的一周中不要振荡试管,否则会破坏生锈的界面;②把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案,以利分析和归纳,写出高质量的家庭探究报告。
实验方案
记录
结论
[总结]铁钉生锈的条件:铁钉含杂质、与电解质溶液接触。
[思考]绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀?为什么?
[板书]2、电化学腐蚀
[讲解]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.
[板书] 电化学腐蚀 :不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
[共同分析]形成原电池的原因。
[板书]
[阅读]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀:
[讲解] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀:发生条件、正负极反应、总反应。
[板书]
115
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(弱酸)
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe –2e === Fe2+
2Fe –4e === 2 Fe2+
正极反应
2H+ + 2e === H2
2H2O + O2 + 4e- == 4OH-
总反应
Fe + 2H+ == Fe2+ + H2
2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O
次要
主要
[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。
[板书]3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
(1)本质:金属原子失电子而被氧化
M – ne == Mn+
(2)
(3) 相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
[课堂练习]
1.把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时b上有大量气泡产生;则四种金属的活动性顺序由强到弱为:a>c>d>b.
2.烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液,过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点,已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为;(1)负极 , 正极 ;(2) ;(3) 。(Fe-2e=Fe2+ ,2H2O+O2+4e=4OH-,) (Fe2++2OH-=Fe(OH)2;
115
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3)
3.有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为: 。(正极:Zn-2e=Zn2+ ,负极:2H2O+O2+4e=4OH-)
[作业]P58 1、2、3
[板书设计]第二节 金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
1、 化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
2、电化学腐蚀
不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(弱酸)
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe –2e === Fe2+
2Fe –4e === 2 Fe2+
正极反应
2H+ + 2e === H2
2H2O + O2 + 4e- == 4OH-
总反应
Fe + 2H+ == Fe2+ + H2
2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O
次要
主要
3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
(1)本质:金属原子失电子而被氧化
115
M – ne == Mn+
(2)
相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
[教学反思]
115
二课时
[过渡]金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化,会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低,影响使用以至报废,甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100~150亿元。在英国,每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。
[板书]二、金属的防护
[思考与交流]讨论自行车不同构件的防锈措施:
[复习]电化学腐蚀的实质,写出两极反应方程式(析氢和吸氧)。
[思考]影响金属腐蚀的因素有那些?(阅读P56 最后一自然段)
[练习]
1、影响金属腐蚀的因素有__和__两个,就金属本身来说金属越__,金属越易被腐蚀,金属中含杂质越__,金属越易被腐蚀;介质对金属腐蚀影响也很大,如果金属在____、____和____,金属越易被腐蚀。
[思考]海水中的金属为何容易被腐蚀?(提示:电解质溶液)
[讨论]要想减少或避免电化学腐蚀,我们应该采取什么措施?
①对金属做必要的精炼,以减少其中能导电的不活泼杂质。
②对机器、仪表及时保养,减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。
③根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离,如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。
④选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金,如炼制不锈钢、耐酸钢等。
⑤采用电化学防护方法,如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。
[阅读]常见金属防腐蚀方法:
[板书]1、物理方法
[讲述]以上投影中方法都是物理方法。刚才同学们回答时已提到电化学防护方法。
[阅读]两种电化学防护方法
115
[讲述]金属腐蚀本质就是金属失电子而被氧化的过程。金属越活泼,金属越易被腐蚀。因此在金属铁上连接一块比它更活泼的金属,发生原电池反应时,失电子的为活泼的金属,而铁被保护。
[探究活动1] 决策——采用哪种防锈方法
1镀铝后涂漆 2镀锌后涂漆 3镀镉后涂漆 4镀铬 5镀锡 6喷砂清理后涂漆 7一般清理后涂漆 8在锈上涂漆
上图对不同防锈方法的效果进行了比较,同时也粗略给出了这些方法的成本。
[问题] 采用哪种方法来保护铁不生锈,仔细考虑成本与效果。
(1)房子上的铸铁檐槽(2)海边码头上的钢轨(3)铁的徽章(4)放电熨斗的支架(5)钢刀片(6)铁钥匙(7)儿童游戏场中秋千的钢架
1至7中,要求针对所给出的不同情况,去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作最好在小组中进行。有一些做决定时应考虑的因素:
●物品需要保存多长时间?很明显,如果物品只需保存很短的时间,就没有必要去考虑给它一个长久的保护。
● 物品将用在哪里?如果物品主要用于室外,它就需要较好地进行保护。
● 物品是干什么用的?物品用途不同,保护方法也不同。例如,物品要接受高温,就不能用油漆进行保护。
● 物品外观重要吗?某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如,镀铬。
[探究活动2]决策——怎样保护通向学校的小桥
115
假设你为地方政府的架桥部门工作,你要在一条河上修一座供人行走的小桥,有了这座桥,孩子们就可以从住宅区通过小河到学校上学了。这座桥要用铁建造,你要决定采用什么样的保护方法来防止它生锈.这座桥需要保存16年,因为16年后学校就要搬到另一个新的地方。
有四种防锈措施供选择:
选择1 不防锈,不采取防锈措施的桥,10年后必须进行更换,否则会由于锈蚀而发生危险。
选择2 在对桥进行一般性清理后,涂上油漆.这种保护措施需要每3年重新进行一次。
选择3 用喷砂清理法对桥清理后,涂上油漆。这种保护措施需要每6年重新进行一次。
选择4 将桥喷砂清理后,镀上锌再涂上漆。这种保护措施能使桥保存18年。
下面给出了以上四种选择的成本。
表: 四种选择的成本
[问题] (1)计算每个选择从桥建造开始,16年所花的费用(包括建造费和维修保护费)( 2)采用哪个选择?
[讨论] 1.只有钢铁才能生锈,很多其他的金属,如铝和铜,几乎完全不发生锈蚀.可是为什么我们用钢铁比用其他金属多呢?
2.假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法,使锈永远不可能发生.显然这一发
明会带来很大的益处,你认为它也可能带来坏处吗?
3.汽车排气系统受锈的影响很严重。一辆车,由普通钢制造的排气系统价值960元,由于生锈的原因,它使用大约2年就需要更换。对同一辆车,如果买一个由不锈钢制造的排气系统,受锈的影响就会减少,并且可以使用6年,不锈钢排气系统价值1900元。 从长远考虑,是普通钢排气系统便宜,还是不锈钢排气系统便宜?解释你的回答。
4.在英国才有不到10%的汽车拥有者购买不锈钢排气系统。请你评论一下这个事实。
115
[小结]略
[课堂练习]
1.解释下列现象并写出有关原电池的电极反应:
(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头,打开后为什么极易生锈?
(2)自来水管(镀Zn铁管)和白铁皮做的提桶,为什么不易生锈?
(3)轮船船壳的水线以下部分,为什么要装上一定数量Zn块?
2.桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结,以下三种铆钉,选用何种为好?
(1)铝铆钉 (2)铜铆钉 (3)钢铆钉
3.下列各烧杯中盛有海水,依次插入:
(1)Fe片;(2)Cu、Fe导线相连;(3)Sn、Fe导线相连;(4)Zn、Fe导线相连;(5)Al、Fe导线相连;铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是:_________。
[作业]P58 5、6
教学反思:
115
课题:第三节 玻璃、陶瓷和水泥
知识与技能:
1.知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。
2.激发学生学习化学的兴趣,使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。
过程与方法:展示实、图片、谈话、讲述、讨论探究,来认识硅酸盐产品。
情感、态度、价值观:使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。
教学重点、难点: 水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[阅读]人工吹制玻璃器皿
[学与问] 玻璃中含有什么物质?玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得?
[板书]一、玻璃
[自学]请大家阅读课本P59有关玻璃的内容,并填写下表
[投影展示]玻璃
主要用料
反应条件
玻璃窑中发生的主要反应
成 分
====
高温
[学生阅读完课本后,由学生回答,教师填写上表]
纯 碱
石灰石
石 英
高温
====
高温
Na2CO3+CO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
Na2SiO3
CaSiO3
SiO2
[板书]1、生产玻璃原料: 主要反应: 成分:
[讲述]在原料中SiO2用量较大,普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质主要成分是SiO2。
[提问]为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器?
[回答]因为玻璃中含有二氧化硅,而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。
[演示实验]取一根玻璃管,置于燃着的酒精喷灯上,把玻璃管拉成两支尖嘴管。
115
[观察]大家看到了什么?
[回答]玻璃受热、变软,可拉细。
[讲述]实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应,普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的,这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅,它的膨胀系数小,不怕温度的骤然变化,而且具有很高的化学稳定性,所以是一种制作高温容器的良好材料。
[思考]看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢?请大家思考后回答,说出判断的依据。
[讨论](生甲)是。晶体都能反光,玻璃也能反光,所以是;(生乙)是。因为玻璃是一个规则的形体,看起来也是亮晶晶的;(生丙)不是。晶体都有规则的几何形状,玻璃没有;(生丁)不是。晶体都有固定的熔点,而玻璃没有。……
[讲解]好。看来大家都很爱动脑思考。事实上,玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然,构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的),它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态,我们把它叫做玻璃态。
它的结构特点是:它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列,但又不像无定形体那样无规则排列,而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看,它有一定的晶型排列;从整体来看,却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有一定的熔点,而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
[板书]2、玻璃态物质:短程有序、远程无序,没有一定的熔点,而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
[展示一小块普通玻璃] [提问]大家看,这是一块普通玻璃,当我们把若干块普通玻璃叠加,或从侧面看这块玻璃时,它都是绿色的。为什么? [回答]因为原料中混有二价铁的缘故。
[展示一块红色玻璃,一块蓝色玻璃]
[提问]它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样,是什么造成了它们的这种差别呢?
[回答]是因为在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O),在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。
115
[总结]很好。也就是说在制造玻璃的过程中,当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等),会使玻璃呈现不同的颜色。
[提问]请大家根据生活经验,说一下普通玻璃的优点和缺点是什么?
[回答]玻璃的透光性能好,但易碎,并且易伤人。用玻璃制成的物品美观,但就是不结实,如窗户上的玻璃,很容易被打破。玻璃不耐热,开水都能把它炸裂……
[讲述]大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”,玻璃专家们进行了深入的研究,并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
几种玻璃的特性和用途
种 类
特 性
用 途
普通玻璃
在较高温度下易软化
窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
石英玻璃
膨胀系数小,耐酸碱,强度大,滤光
化学仪器;高压水银灯、紫外灯等的灯壳;光导纤维、压电晶体等
光学玻璃
透光性能好,有折光和色散性
眼镜片;照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维
耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀
太空飞行员的衣服、玻璃钢等
钢化玻璃
耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂
运动器材;微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等
[讲述]钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与普通玻璃一样,但经这样处理后,玻璃的内应力消失,机械强度增大,不易破碎。一旦破碎,碎块也没有尖锐的棱角,不易伤人,是一种安全玻璃。
[阅读] 列车车厢玻璃是用钢化玻璃制成
[讲述]玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维,是玻璃钢中的增强材料。玻璃钢,是一种复合材料,质轻而坚硬,机械强度可与钢材相比,因此得名。
115
光学玻璃又称铅玻璃,它与普通成分不相同,主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质,熔制过程要严格控制工艺,并采取搅拌等措施,排净气泡,保证料液高度均匀,只有这样,才能使制成的玻璃质地均匀,有很好的折光性等光学性能。
[阅读]资料卡片—变色玻璃(变色眼镜)
变色玻璃在制造过程中,预先掺进了对光敏感的物质,如氯化银、溴化银(统称卤化银)等,还有少量氧化铜催化剂。在变色眼镜的玻璃里,有和感光胶片的曝光成像十分相似的变化过程。卤化银见光分解,变成许许多多黑色的银微粒,均匀地分布在玻璃里,玻璃镜片因此显得暗淡,阻挡光线通行,这就是黑眼镜。当回到稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,玻璃镜片又变得透明起来
[板书]3、钢化玻璃:普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。
特种玻璃:石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
有色玻璃:在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物
变色玻璃:卤化银见光分解,稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,
[阅读]陶瓷图片:
[讲述]我国早在8000年前便发明了制陶技术,是世界上最先烧造和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑,是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂的物理化学变化制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中,“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。
[板书]二、陶瓷
[提问]我国素有“瓷都”之称的地方在哪里?“陶都”之称的地方在哪里?
[回答]江西景德镇。浙江宜兴。
[讲述]对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为:“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。
[板书]1、传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料(Al2O3·2SiO2·2H2O)与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
[阅读]手工制造陶瓷的过程(根据图讲解)
115
[板书]2、手工制陶瓷过程:1.混合 2.成型 3.干燥 4.烧结 5.冷却 6 .陶瓷器
[展示]一外观美丽的陶瓷制品
[讲解]彩釉的初步知识:
[阅读]陶瓷种类及用途:
[板书]3、彩釉:
陶瓷种类及用途:
[过渡] 水泥是一种非常重要的建筑材料,下面我们学习水泥的有关知识
[板书]三、水泥
[阅读]课本63页有关水泥内容,并填写下表。
[板书]
1、水泥主要原料:粘土石灰石(石膏)适量
主要成分:硅酸三钙:3CaO·SiO2硅酸二钙:2CaO·SiO2铝酸三钙:3CaO·Al2O3
主要性质:水硬性
[讲述]由上表可以看出,水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后,很容易凝固变硬,由于水泥具有这一优良特性,被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化,因此是水下工程必不可少的材料。
建筑用粘合剂——水泥沙浆的成分是水泥、沙子和水的混合物。混凝土是由水泥、沙子和碎石混合而成。目前,我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。
[常识介绍]水泥的标号及钢筋混凝土。
[板书]2、水泥的标号及钢筋混凝土。
[课堂练习]
1.下列物质中属于纯净物的是
115
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.与普通玻璃相比具有相同组成的是
A.钢化玻璃 B.光学仪器玻璃 C.石英玻璃 D.有色玻璃
4.下列物质有固定熔点的是
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
5.熔融烧碱应选用的器皿是
A.石英坩埚 B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚
[作业]P65 1、2
[板书计划]
一、玻璃
1、生产玻璃原料: 主要反应: 成分:
2、玻璃态物质:短程有序、远程无序,没有一定的熔点,而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
3、钢化玻璃:普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。
特种玻璃:石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
有色玻璃:在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物
变色玻璃:卤化银见光分解,稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,
二、陶瓷
1、传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料(Al2O3·2SiO2·2H2O)与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
2、手工制陶瓷过程:1.混合 2.成型 3.干燥 4.烧结 5.冷却 6 .陶瓷器
3、彩釉:
115
陶瓷种类及用途:
三、水泥
1、水泥主要原料:粘土石灰石(石膏)适量
主要成分:硅酸三钙:3CaO·SiO2硅酸二钙:2CaO·SiO2铝酸三钙:3CaO·Al2O3
主要性质:水硬性
2、水泥的标号及钢筋混凝土。
[教学反思]
115
第二课时
[复习]玻璃、陶瓷、水泥生产原料及主要化学成分。
[过渡]近年来为适应科技发展而研制出许多新型陶瓷材料,它的化学组成已远远超出硅酸盐范围,在信息科学、航天航天、生物工程、超导研究等领域得到广泛的应用。
[板书]四、玻璃和陶瓷的发展
今天,我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
[板书]1、光导纤维
[展示]光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中,可以观察到:光导纤维可以传输光、图像、音乐等。当然,它的最大用途是,远距离信息传输,构建信息高速公路。还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
[学生概括]光导纤维的主要性能和用途:传导光的能力很强,应用于通信。
[教师小结]对比光纤光缆和普通电缆。光纤光缆信息量大,每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路;光纤光缆原料来源广(石英玻璃),节约有色金属。而普通光缆资源较少;光纤光缆质量小,每km27g,不怕腐蚀,铺设方便。而普通光缆每km1.6t;光纤光缆成本低,每km 10 000元左右。而普通光缆每km 200 000元左右;光纤光缆性能好,抗电磁干扰保密性强 ,能防窃听,不发生电辐射……
[板书]2、高温结构陶瓷
[讲述]结构材料,是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在,它却逐渐让位于高温结构陶瓷,为什么会这样呢?请大家阅读课本P65有关内容回答。
[回答]因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,作为高温结构材料非常合适,而金属材料易受腐蚀,在高温时不耐氧化,不适合在高温时使用。
(1)氧化铝陶瓷
115
[展示]高压钠灯。外罩是玻璃,里面的灯管是氧化铝陶瓷,是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃,同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
[展示]坩埚、高温炉管。
[讲解]性能:熔点高、硬度大、透明、耐高温;用途:坩埚、高温炉管、 刚玉球磨机、高压钠灯管管
(2)氮化硅陶瓷
[展示] 氮化硅陶瓷制品
说明:氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷,我国等少数先进国家,已经用它制造出来陶瓷柴油机。 其优点:超硬物质,具有润滑性,耐磨性抗腐蚀性强,高温也能抗氧化。当然,还有其他高温结构材料,如碳化硼陶瓷等等。
[讲述]新型陶瓷制成的防护片能承受航天飞机发射时因摩擦产生的1600℃以上高温,防止航天飞机铝合金外壳受热熔化,保护航天员的安全。
[阅读]
[小结]以上我们所讲述的,只不过是新型无机非金属材料中的点滴,在此领域中,还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前,科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的,希望你们现在能好好学习,并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手,为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献!
[课堂练习]
1、高温结构陶瓷与金属材料相比,优点是
A.耐高温耐腐蚀,不怕氧化 B.密度小,硬度大
C.韧性好,易于切削、锻打、拉伸 D.良好的传热导电性
2、下列有关材料用途的说法不正确的是
A.氧化铝陶瓷可用做高压钠灯的灯管 B.氮化硅陶瓷可用做陶瓷发动机的材料
C.光导纤维可用做遥测遥控、照明等 D.氧化铝陶瓷可用做半导体材料
3、目前已有多个国家的大汽车公司试制无冷却式陶瓷发动汽车.我国在1990年装
115
配了一辆并完成了试车.这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的,这种材料是新型无机非金属材料中的
A.氧化铝陶瓷 B.氮化硅陶瓷 C光导纤维 D.玻璃钢
[作业]P65 3、4
[板书设计] 四、玻璃和陶瓷的发展
1、光导纤维
2、高温结构陶瓷(1)氧化铝陶瓷(2)氮化硅陶瓷
[教学反思]
115
课题:第四节 塑料、纤维和橡胶
知识与技能:
1.列举生活中的常用材料,能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。
2.举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能,评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。
3.了解居室装修材料的主要成分及其作用。
过程与方法:通过查阅资料并讨论让学生认识到三大合成材料对生活的影响。
情感、态度、价值观:通过学习认识到合成高分子材料的化学成分及其性能对人类生活质量和环境质量的影响。
教学重点:举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能。
教学难点:认识化学在发展生活用材料中的重要作用。
课时划分:两课时
教学过程:(一课时)
[问题探究]你能找出有那些物品是合成材料吗?
[板书] 第四节 塑料、纤维和橡胶
一、合成材料
[讲述] 日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料,简称合成材料。随着社会的发展和科技的进步,合成材料的运用越来越广泛,它们在社会生活中起了越来越重要的作用。可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃,推动人类社会的进步。今天,我们将来学习合成材料的三大主要成员:塑料、 合成纤维、合成橡胶。
[学生阅读:第一部分—塑料]
[回答]根据阅读提纲讨论回答:塑料成分: ,塑料大部分是通过 反应得到,单体是指 ,聚乙烯单体是 。
[板书]1、塑料
(1)成分 主要反应类型 单体概念
115
[实验探究]在一支试管中放入聚乙烯塑料碎片约3g,用酒精灯缓缓加热,观察塑料碎片软化和熔化的情况。熔化后立即停止加热以防分解。等冷却后固化后再加热,观察现象。[学生]仔细观察实验,描述实验现象:熔化成可流动液体,遇冷后又变成固体。
[板书]
(2)热塑性和热固性
①热塑性:有机高分子化合物(如聚乙稀)受热熔化成流动的液体,冷却后成固体,这种现象叫热塑性。
②热固性:有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化,这种现象叫热固性。如酚醛塑料。
[阅读] 热塑性和热固性塑料用途
[教师演示学生观察思考]教师用力拉一下食品袋或橡皮筋,然后放松,问学生观察到什么现象?(弹性),又问为什么会具有弹性呢?(可以让学生阅读课本中有关的段落或由教师讲解)
要求答出:在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。淀粉、纤维素是C——C、C——O单键,蛋白质是C——C,C——N单键,聚乙烯是C——C单键,这些键可以自由旋转,所以高分子是蜷曲的长链,弹性就可以证明了这一点,小分子短就不会具备这种性质。
[反问]长链分子又怎样组成物质的呢?橡皮筋和硬橡皮的区别?
[讲解] ① 线型结构(直链或带支链),如淀粉、纤维素、聚乙烯等。它们分子间主要是靠分子间作用力结合。其强度是化学键和分子间力的共同表现。因此相对分子质量越大,链越长,这些作用力也越大,强度就强。这是它们不同于小分子物质的特点。
② 体型结构(网状结构),这种结构表现为链上有能够反应的官能团。高分子链之间除分子间力外,还可以产生化学键(产生交联),因而使得这类化合物具有强度高、耐磨、不易溶解等不同于线型结构高分子的性质。
橡皮筋是橡胶中(主要成份是聚异戊二烯)加了少量3%的硫,由于交联较少,仍保留有线型结构的特点,而硬橡皮则是在橡胶中加入了30%的硫,由于交联多,因而具有了典型的网状结结构。此外如酚醛树脂也是体型结构的高分子化合物。
115
[观看图片]塑料的线型结构和体型结构
[板书](3)线型结构和体型结构
[学与问]从塑料结构分析,塑料一般情况下会导电吗?
[阅读]课本69页表3-2“几种常见塑料的性能和用途”
[板书]2、纤维和橡胶
[科学探究]
1、取一小快纯棉布、羊毛织物、尼龙布,分别在酒精灯火焰上灼烧,观察现象。
2、取上述材料各一小块,分别浸入10%硫酸溶液和3%氢氧化钠溶液,微热5~6分钟,取出后,用水漂洗,烘干,观察有什么变化?
填表:
灼烧情况
受酸溶液的影响
受碱溶液的影响
纯棉布
羊毛
尼龙布
[观察]1中尼龙布最易燃烧且发出难闻气味。2中 现象:棉布被腐蚀烂、羊毛植物变硬、尼龙布无变化。
[讲述]合成纤维是用石油、天然气、煤等为原料,经一系列的化学反应,制成合成高分子化合物,再经加工而制得的纤维。它广泛用于服装、装饰和产业三大领域,它的使用性能有的已经超过了天然纤维。合成纤维缓解了粮棉争地的矛盾,满足人们对纺织品日益增长的需要,在国民经济发展中发挥愈来愈大的作用。
合成纤维的耐化学性能要比天然纤维强,如丙纶和氯纶的耐酸、耐碱性能都非常优良。目前主要有6大纶,按合成的年代先后为氯纶、锦纶、维纶、腈纶、涤纶、丙纶。广泛应用于工农业生产和日常生活.
[板书](1)合成纤维原料:石油、天然气、煤等
(2)6大纶:氯纶、锦纶、维纶、腈纶、涤纶、丙纶。
115
[讲述]橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械所必须的材料,是重要的战略物资,最初人们是从橡胶树中获得天然橡胶.但天然远远不能满足要求,于是科学家就开始研究用化学方法合成橡胶.
[阅读]相关内容。
[练习]
1.天然橡胶主要成分_______________,结构式______。
2.常用的合成橡胶有:_______________。
特种橡胶有:耐油的______、耐高温和耐严寒的______等
3.许多橡胶是___结构、可塑性好,但______差,改良方法是________________
[课堂练习]
1.当前,我国急待解决的“白色污染”通常是指
A 冶炼厂的白色烟尘 B 石灰窑的白色粉尘
C 聚乙烯等塑料垃圾 D 白色建筑材料
2.下列物质不属于合成材料的是
A 人造纤维 B 顺丁橡胶 C 有机玻璃 D 锦纶纤维
3.现有羊毛织物、纯棉织物、锦纶织物三种颜色相同的样品,试简述它们的鉴别方法、现象、结论 。
4.下列塑料的合成,所发生的化学反应类型与另外三种不同的是 。
A 聚乙烯塑料 B 聚氯乙烯塑料 C 酚醛塑料 D 聚苯乙烯塑料
5.下列关于废弃塑料制品的处理方法中,最为恰当的是
A 将废弃物切成碎片,混在垃圾中填埋于土壤中B 将废弃物焚烧
C 将废弃物倾倒于海洋中 D 将废弃物应用化学方法加工成防水涂料或汽油
[作业]P73 1、2、3、4、5
[板书设计] 第四节 塑料、纤维和橡胶
一、合成材料
1、塑料
115
(1)成分 主要反应类型 单体概念
(2)热塑性和热固性
①热塑性:有机高分子化合物(如聚乙稀)受热熔化成流动的液体,冷却后成固体,这种现象叫热塑性。
②热固性:有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化,这种现象叫热固性。如酚醛塑料。
(3)线型结构和体型结构
2、纤维和橡胶
(1)合成纤维原料:石油、天然气、煤等
(2)6大纶:氯纶、锦纶、维纶、腈纶、涤纶、丙纶。
[教学反思]
115
第二课时
[过渡]每种材料都有它的优缺点,金属材料强度大,但易被腐蚀。陶瓷材料强度大,耐高温,但脆性大。合成材料密度小,但不耐高温。航天工业需要强度大、耐高温、密度小的材料。海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样获得这些材料呢?
[板书]二、复合材料
[阅读]复合材料定义并回答。
[板书] 1.复合材料的定义:
复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体,其他的材料作为增强剂。
[阅读]
[讲解] 玻璃钢是一种以高分子树脂为基体,以玻璃纤维为增强体,经过复合工艺而制成的复合材料。通常具有耐腐蚀,抗老化,绝缘性好等特点,在管道、造船、汽车制造等领域有广泛应用。
玻璃钢坚韧,比钢材轻得多。喷气式飞机上用它作油箱和管道,可减轻飞机的重量。登上月球的宇航员们,他们身上背着的微型氧气瓶,也是用玻璃钢制成的。玻璃钢加工容易,不锈不烂,不需油漆。我国已广泛采用玻璃钢制造各种小型汽艇、救生艇及游艇。节约了不少钢材。化工厂也采用酚醛树脂的玻璃钢代替不锈钢做各种耐腐蚀设备,大大延长了设备寿俞。玻璃钢元磁性,不阻挡电磁波通过。用它来做导弹的雷达罩,就好比给导弹戴上了一副防护眼镜,既不阻挡雷达的“视线”,又起到防护作用。
[阅读]复合材料优点
[板书]
2.优异的性能:强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,在综合性能上超过了单一材料。
3.应用:宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。
[阅读]
[讨论]未来展望:就现存问题和发展趋势,谈谈对未来材料的展望:
1.旧材料改进推广(导电塑料)
115
2.研制新材料(智能材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、热电膜、传感膜等)
[调查报告]室内装饰材料与室内污染(参照课本,课下完成)
[总结] 今天我们就合成材料进行了学习,通过学习,我们可以说不仅认识到合成材料的利弊,而且同学们在近两个星期的对白色污染的调查中,很好地培养了自己的环保意识,老师希望你们人人都能成为一名优秀的“环保卫士”。
[作业]
1、调查报告----室内装饰材料与室内污染
2、P73 6
[板书计划] ]二、复合材料
1.复合材料的定义:
复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体,其他的材料作为增强剂。
2.优异的性能:强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,在综合性能上超过了单一材料。
3.应用:宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。
[教学反思]
115
第四章 保护生存环境
课题:第一节 改善大气质量
知识与技能:
1.知道大气主要污染物,能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
2.知道甲醛是一种居室空气污染物;了解其对人体的危害。
3.了解燃料脱硫、废气处理中的化学原理和应用。
过程与方法:通过自主学习,同学讨论,使学生清楚大气污染对人类的危害
情感、态度与价值观:通过对大气污染的现状,激发学生环境的热情。
教学重点:知道大气主要污染物,能说出减少或消除大气污染物的原理和方法。
活动与探究:
①调查、讨论燃烧化石燃料对环境可能造成的污染与治理途径。②实验:一氧化碳的毒性。③讨论:在田间或市区焚烧植物秸秆或枝叶以及垃圾的危害。④查阅资料:室内甲醛、放射性气体氡的来源及其危害,讨论如何减少、避免其对居室空气的污染。
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
诗朗诵:挪威剧作家易卜生1865年所作的一首诗
污 染 ●易卜生
英国令人窒息的煤烟
慢慢散落到乡间
玷污绿色世界
扼杀所有生命
毒烟蔓延
遮天蔽日,翠谷失色
[解读]诗中所指的英国工业污染的相关背静。
[板书] 第四章 保护生存环境
第一节 改善大气质量
115
尽量乘坐公共汽车 在房前屋后种树
随手关灯,节约用电 少用室内杀虫剂
尽量利用太阳能 自己不吸烟,奉劝别人不吸烟
不燃放烟花爆竹
不焚烧秸秆
不滥烧可能产生有毒气体的物品
[投影]以下是保护环境随手可做的一些事情:
[思考与交流]1、请你就每件小事谈一谈为什么做这些小事可保护环境。
2、你能做到的保护大气环境的小事还有那些?请补充。
3、你所知道的大气成分有那些?
[讲述]我们的地球被大气保卫着,大气为各种生物的生存提供了条件。但是近半个世纪以来,工业和交通运输迅速发展,城市人口高度集中,人类向大气中排放大量烟尘和有害气体,正在对大气造成污染。
[板书]一、大气污染的危害
[学生阅读] P78最后一自然段。
[回答] 大气污染物根据可分为颗粒污染物,硫的氧化物__,氮的氧化物__,碳氢化合物,以及___等。___和____都能产生大气污染物。
[板书]大气主要污染物:二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘等。
[投影] 图4-2大气污染物主要来源
[讲述]大气污染的危害:危害人体健康;影响植物生长;破坏建筑材料。例如形成酸雨,破坏臭氧层,改变地球气候等“温室效应”与全球变暖。
[板书]1、酸雨
[思考]正常雨水的PH值小于7,为什么?
[回答] 正常雨水偏酸性,pH值约为6~7,这是由于大气中的CO2溶于雨水中,形成部分电离的碳酸:
CO2(g)+H2OH2CO3H++HCO3-
[讲解]酸雨通常是指pH小于5.6的降水,是大气污染现象之一。首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。1852
115
年,他发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系,报导过该地区的雨水呈酸性,并于1872年编著的科学著作中首先采用了“酸雨”这一术语。
[板书] (1)酸雨是pH值小于5.6的降水(包括雨、雪、霜、雾、露、雹、霰)的总称。
[讲解]酸雨形成原因:
酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程,主要是由废气中的SOx和NOx造成的。汽油和柴油都有含硫化合物,燃烧时排放出SO2,金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量SO2。这些SO2通过气相或液相的氧化反应产生硫酸,其化学反应过程可表示为
2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4
SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4
大气中的烟尘、O3等都是反应的催化剂,O3还是氧化剂。
燃烧过程产生的NO和空气中的O2化合为NO2,NO2遇水则生成硝酸和亚硝酸,其反应过程可表示为
2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2
[板书](2)酸雨形成原因:2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4
SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4 2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2
[讲解]酸雨对环境有多方面的危害:使水域和土壤酸化,损害农作物和林木生长,危害渔业生产(pH值小于4.8,鱼类就会消失);腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹,也危害人类键康。因此酸雨会破坏生态平衡,造成很大经济损失。此外,酸雨可随风飘移而降落到几千公里以外,导致大范围的公害。因此,酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。我国因大量使用煤炭燃料,每年由于酸雨污染造成的经济损失达200亿元左右。我国酸雨区的降水酸度仍在升高、面积仍在扩大。
[板书](3)酸雨危害
[录象]有关酸雨的几段录像。
[学与问]如何防止酸雨?
[交流]
115
酸雨治理:调整能源结构,开发新能源,减少使用煤、石油、天然气等化石燃料,减少工业废气排放等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强检测。
[板书]2、臭氧层受损
[讲解] 臭氧由三个氧原子组成,而且非常稀少;1千万个大气分子中只有三个臭氧分子。千万不要小看这层薄薄的臭氧,它有效遮挡住阳光中有害的紫外线,对于波长越短、对生命危害越强的紫外线,臭氧的吸收作用也就越强;因此,只有长波紫外线UV-A(波长>320nm)和少量中波UV-B能够辐射到地面。臭氧层就象撑在空中的一把伞,保护着地球上的生灵免遭短波紫外线的伤害。亿万年来,万物生灵在臭氧层保护伞的荫护下得以生存和繁衍。
臭氧空洞被定义为臭氧的浓度较臭氧空洞发生前减少超过30 %的区域。1987年10月,南极上空的臭氧浓度降到了1957~1978年间的一半,臭氧空洞面积则扩大 到足以覆盖整个欧洲大陆。从那以后,臭氧浓度下降的速度还在加快,有时甚至减少到只剩 30%;臭 氧空洞的面积也在不断的扩大,1994年10月17日观测到的臭氧空洞曾一度蔓延到了南美洲最 南端的上空。
[板书](1)臭氧空洞形成机理
[例题]南极臭氧洞是英国的南极考查队在南极的哈利湾测定臭氧浓度时发现的。(1)空调器和电冰箱中用作制冷剂的氟里昂,是造成臭氧层破坏的主要物质。氟里昂的化学名称叫做二氟二氯甲烷,可用氟化氢和四氯化碳在一定条件反应制得,其化学方程式为___________________。二氟二氯甲烷_________(有,没有)同分异构体。
(2)氟里昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生Cl原子,Cl原子会对臭氧层产生永久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为:
O3 O2+O Cl+O3→ClO+O2 ClO+O →Cl+O2
总反应为:2O3→3O2在上述臭氧变为氧气的反应过程中,Cl是
A.反应物 B.生成物 C.中间产物 D.催化剂
(3)因为氟里昂能破坏臭氧层,所以国际环保组织倡导人们使用_______冰箱,以保护臭氧层。
115
答案: 2、(1)CCl4+2HF=CF2Cl2+2HCl; 没有 (2)D (3)无氟
[讲述]臭氧层破坏对环境的作用、危害
●臭氧层损耗意味着太阳产生的大量紫外线将直接辐射地面,导致人类皮肤癌和白
内障发病率增高,并抑制人体免疫系统功能;
●破坏植物光合作用,农作物受害减产;
●破坏海洋生态系统的食物链,导致生态平衡的破坏;
●对流层空气中臭氧含量的增加,还会引起光化学烟雾危害森林、农作物、建筑物等,并会造成人的机体平衡失调。
[板书](2)臭氧层危害
[讲解]国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》及其该《议定书修正》规定了15种氯氟烷烃(CFCs)、 3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃(HCFCs)、34种含氢溴氟烷烃(HBFCs)、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)和甲基溴(CH3Br)为控制使用的消耗臭氧层物质。
近年来的研究发现,核爆炸、航空器发射、超音速飞机将大量的氮氧化物注入平流层中,也会使臭氧浓度下降。NO对臭氧层破坏作用的机理为:
O3+NO→O2+NO2,O+NO2→O2+NO,总反应式为:O+O3→2O2。
[板书](3)治理方法:逐步减少和禁止使用氟里昂,普及无氟冰箱、空调。
[资料] 1987年9月,36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会,通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。1990年通过《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案,1992年通过了哥本哈根修正案。到目前为止,缔约方已达165个之多,反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。不仅如此,联合国环境署还规定从1995年起,每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”,以增加世界人民保护臭氧层的意识,提高参与保护臭氧层行动的积极性。我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产,并将于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。
[板书]3、温室效应与全球气候变暖:CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷
115
[阅读]科学视野—氟里昂的功与过
[思考与交流]阅读资料卡片,探讨温室效应与气候变暖问题。
[小结]略
[作业]P88 1、2、3、4
板书计划
第四章 保护生存环境
第一节 改善大气质量
一、大气污染的危害
大气主要污染物:二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘等。
1、酸雨
(1)酸雨是pH值小于5.6的降水(包括雨、雪、霜、雾、露、雹、霰)的总称。
(2)酸雨形成原因:2 SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4
SO2+H2O=H2SO3 2H2SO3+ O2 2H2SO4 2NO+O2=2NO2 2NO2+H2O=HNO3+HNO2
(3)酸雨危害
2、臭氧层受损
(1)臭氧空洞形成机理
(2)臭氧层危害
(3)治理方法:逐步减少和禁止使用氟里昂,普及无氟冰箱、空调。
3、温室效应与全球气候变暖:CO2 、CH4、H2O、氟氯代烷。
[课堂练习]
1.目前,在我国城市环境中主要的大气污染物是
A.CO2、Cl2、N2、酸雨 B.NH3、CO2、NO、雾
C.HCl、SO2、N2、粉尘 D.SO2、NO2、CO、粉尘
2.酸雨对人类的生存空间危害很大,酸雨形成的主要原因是
A.汽车徘出的大量尾气中所含的一氧化碳 D.燃烧石灰石产生的二氧化碳
115
C.工业和民用上大量燃烧煤所产生的二氧化硫 D.池塘底部冒出的沼气
3.地球外层空间存在着微量的臭氧(O3)和氧原子(O),该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的紫外线的强烈辐射。可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放的氮氧化物(NO和NO2),它们和O3及O发生如下反应:O3+NO=NO2+O2 ;O+NO2=NO+O2 ;这两个反应反复循环,其总反应方程式为:____________________。氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起了________________________的作用。
4. 为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时,有关"固硫"(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式: 。
5.下表是我国部分城市空气质量周报,阅读并回答下列问题:
城市
污染 指数
首要 污染物
空气质量级别
城市
污染 指数
首要
污染物
空气质量级别
北京
92
TSP
II
济南
76
TSP
II
天津
82
TSP
II
武汉
83
NOx
II
哈尔滨
96
TSP
II
重庆
98
SOx
II
上海
74
NOx
II
贵阳
69
TSP
II
注:TSP——空气中的飘尘;NOx——氮的氧化物;SOx——硫的氧化物。
(1)最容易出现酸雨的城市是____________________。为减少城市酸雨的产生,可采取的措施是________________①少用煤作燃料;②采用燃料脱硫技术;③向已酸化的土壤中加石灰;④开发新能源。
(2)汽车尾气(含有CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器,其特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO与NO反应的化学方程式_________________。控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法是_______________①开发氢能源;②使用电动车;③植树造林;④戴呼吸面具。
115
6.酸雨是指pH小于5.6的各种大气降水,酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象,它是大气受污染的产物和表现。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,多数情况下以硫酸为主。燃料燃烧、火山喷发、枯死植物腐烂、从含硫的金属矿石中提炼金属的过程中都会产生二氧化硫,二氧化硫在空气中、云中发生化学反应形成硫酸。请根据以上材料。回答:(1)以上材料中,哪些是属于引起酸雨的人为因素?
(2)用化学方程式表示SO2形成酸雨的过程。
(3)酸雨不仅使土壤酸化,而且使土壤贫瘠,请说明酸雨使土壤贫瘠的原因。
(4)你认为应该如何控制酸雨污染物,防止酸雨的危害。
教学反思:
115
二 课 时
[过渡]除了火山爆发、森林火灾等自然因素,人类活动是造成大气污染的主要原因。因此,如何有效的减少大气污染,改善大气质量,成为人们日益关注的问题。
[板书]二、改善大气质量
1、减少煤等化石燃料燃烧产生的污染
[阅读]煤的组成。根据组成思考煤燃烧的产物是什么?
[讲述]我们目前使用得最多的燃料,仍是化石燃料(包括石油、煤、天然气等),它们都是古代动植遗体埋在地下经过长时间复杂变化而形成的,除含有C、H等元素外,还有少量S、N等元素,它们燃烧产生的CO、SO2、氮的氧化物等会对环境造成污染,形成酸雨。此外,煤的不充分燃烧,还产生CO,既造成浪费也造成污染。
[分组讨论]我国是世界上耗煤量最大的国家之一,为减少煤对大气的污染请同学们讨论应采取那几方面措施?
[讨论]老师参与………
[交流](1)改善燃煤质量。(2)改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等。(3)发展洁净煤技术。开展煤的综合利用(4)调整和优化能源结构。
[讲解]就每一方面进行讲解:
…洁净煤技术是高效、洁净的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制的技术。通过加工可减少煤的硫分、灰分;通过洁净、高效的燃烧可显著减排大量的SO2及一定量的CO2;通过转化可把煤转化为清洁的液体、气体燃料,使煤炭得到清洁的利用…。
[板书] (1)改善燃煤质量。(2)改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等。2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2(3)发展洁净煤技术。开展煤的综合利用。C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(4)调整和优化能源结构。
[过渡]在我国一些大城市,汽车等机动车排出的一些大气污染物如CO、NO、NO2和碳氢化合物等(如果使用含铅汽油,污染物中还含有含铅化合物),在相应大气污染物中含量可达到40%~50%,因此减少机动车尾气污染是改善大气质量的重要环节。
115
[板书]2、减少汽车等机动车尾气污染
(1)推广使用无铅汽油
[阅读]最新医学研究进一步表明,大气中的铅污染主要来自机动车燃油中添加的抗爆剂──四乙基铅。汽车在行驶过程中通过尾气排放出的污染物主要是CO、NOX有机酸及含铅汽油产生的铅尘。四乙基铅是铅的最主要烷基化合物,挥发性强,易溶于有机溶剂和油脂中,有剧毒,除了通过呼吸进入人体外,它还能通过皮肤渗入人体,对人的中枢神经有严重的摧残作用。铅尘长期漂浮在大气中,可直接吸入人的肺里,引起各种疾病。铅可使人体造血功能衰退,引起肝功能障碍。
我国对无铅汽油的推广使用也很重视.从1993年起在部分机动车辆试用无铅汽油.继北京之后,上海、广州、天津、西安、深圳等城市及其它重要经济特区和旅游区也已实施汽油无铅化。我国在2000年已实现汽油无铅化。被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油,一般是加入了甲基叔丁基醚[CH3O(CH3)3]作为高辛烷值组分。这种组分沸点较低,可以改善汽油的蒸发性能,对汽车的启动加速以及减少发动机活塞磨损和耗油量。
[例题]有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如,加入CH3OC(CH3)3来生产“无铅汽油”。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子间连接形式有_______(填写编号,多选倒扣)。
①②③④
(2)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50 km/h行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济的制氢方法是_______(填写编号,多选倒扣)。
①电解水;②锌和稀硫酸反应;③光解海水。
其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是_______(写出其中一个)。
答案:(1)①③(2)③氢气的输送和贮存
[板书](2)在汽车尾气系统中装置催化转化器
[阅读]有关内容,回答:
115
汽车尾气中含有一氧化碳、一氧化氮等有毒气体,治理的方法是在汽车尾气的排放管上安装一个催化转换器,可有效降低 等向大气排放,催化转化器常采用 做催化剂。在催化剂前半部发生反应方程式: 在催化剂后半部发生反应方程式: 。
[例题]某同学通过查阅资料,发现机动车尾气是由汽油等燃料燃烧或不完全燃烧产生的,含有CO2、CO、SO2、氮氧化物、挥发性有机物、固体颗粒等物质。由此,该同学推测汽油中含有碳以及少量的氮、硫等物质,汽油在燃烧过程中发生了如下化学反应:
2C+O22CO(不完全燃烧)C+O22CO2(完全燃烧)S+O2SO2
(1)该同学的推测________________(填“正确”或“不正确”)。理由是________。
(2)请提出一条用化学手段治理汽车尾气的合理化建议:___________________。
(3)为减少汽车尾气中污染物的排放量,政府规定,新车必须安装三元尾气处理装置。三元尾气处理装置是利用催化剂将汽车尾气中的三种主要污染物转化为无污染的气体。试写出在催化剂作用下,氨气还原NO2的化学方程式__________。在该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为__________。
解析:(1)汽油中不存在碳、氮、硫等元素的单质,所以该同学所列的化学方程式不能表示汽油在燃烧过程中产生有害物质的化学反应,故其推测是不正确的。(2)用化学手段治理汽车尾气,可采用改进发动机的结构,使汽油充分燃烧,或者在汽车发动机内安装转化器,加入催化剂,使尾气中的有害物质转化为无害物质(3)略
[学与问]交流你所了解的汽车尾气的处理措施。
[交流]采用燃料:液化石油气、电池、氢气、乙醇或甲醇、太阳能等
[板书]3、减少室内污染
[讲述]室内环境是人们接触最频繁、最密切的外环境之一。室内空气质量的优劣能够直接关系到每个人的健康。由于人们生活水平的提高,家用燃料的消耗量、食用油的使用量、烹调菜肴的种类和数量等都在不断增加,随着化工产品的增多,大量的能够挥发出有害物质的各种建筑材料、装饰材料、人造板家具等民用化工产品进入室内。室内污染物的来源和种类日趋增多。据统计,至今已发现室内空气污染物约有300多种,其中最主要、最常见、危害最大的五种污染物质是:甲醛、苯、氨、氡、挥发性有机物(VOC)。
115
[回答]根据课本内容说出室内11种污染的分子式: 。
[讲述]CO是燃料不完全燃烧产生的污染物,若没有室内燃烧污染源,室内CO浓度与室外是相同的。CO与血红蛋白(Hb)结合成Hb·CO,使血红蛋白失去输送O2功能的缘故。CO进入血液后有如下平衡:CO+Hb·O2O2+Hb·CO,造成机体组织和细胞缺氧,对心血管系统、神经系统造成危害。还易造成低氧血症。 同时对后代产生不利的影响。
[板书] (1)CO污染 CO+Hb·O2O2+Hb·CO,
根据我国权威部门的检测结果,在新建成未装修的住宅以及装修不久的房屋中,室内污染的主要污染物是甲醛;甲醛和其他有害气体的检出率为100%。我国室内空气质量的卫生标准规定,甲醛的最高容许浓度为每立方米0.08毫克。而检测结果表明,在新建成的未装修的住宅空气中,甲醛超出标准40倍,装修5天后室内的甲醛浓度是标准值的30倍,即使6个月以后也超标3倍以上。实验证明,在每100克人造板中的甲醛释放量在60~100毫克时,就会给人体造成明显的伤害。2004年6月15日,世界卫生组织(WHO)正式对外发布公告判定甲醛为致癌性污染物,而此前甲醛为可疑致癌物质。同时还有尚不充分的证据显示可能引起白血病。
[板书](2)甲醛污染
氡可能是最易为人们所忽视的室内污染之一,但也是危害后果最为可怕的污染物之一。氡的污染的主要来源是室内地基土壤中和一些建筑材料、装修材料中析出的氡。氡可对人体造成辐射危害。我国对新建和已建住房内的平衡当量氡浓度年平均值的限值分别为100Bq/m3和200Bq/m3,当用含镭量高的花岗岩、土坯和砖建造房屋时,关闭门窗后,室内氡浓度可大大超过此标准。
氡通过呼吸进入人体,衰变时产生的短寿命放射性核素会沉积在支气管、肺和肾组织中。当这些短寿命放射性核衰变时,释放出的α粒子对内照射损伤最大,可使呼吸系统上皮换换细胞受到辐射。长期的体内照射可能引起局部组织损伤,甚至诱发肺癌和支气管癌等。
[板书](3)氡污染
[小结]略
板书计划
二、改善大气质量
115
1、减少煤等化石燃料燃烧产生的污染
(1)改善燃煤质量。(2)改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等。2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2(3)发展洁净煤技术。开展煤的综合利用。C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(4)调整和优化能源结构。
2、减少汽车等机动车尾气污染
(1)推广使用无铅汽油
(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器
3、减少室内污染
(1)CO污染 CO+Hb·O2O2+Hb·CO,
(2)甲醛污染 (3)氡污染
[课堂练习]
1、氡(Rn)是放射性元素,某些建筑材料中若含有氡,将对人体健康造成危害。222Rn来自镭而称之为镭射气,220Rn来自钍而称之为钍射气,219Rn来自锕而称之为锕射气。下列有关氡的说法正确的是
A.氡气是双原子分子B.氡气因其化学性质活泼而对人体有害
C.氡元素有222Rn、220Rn、219Rn三种同素异形体
D.氡的原子核外有6个电子层,最外层有8个电子
2、室内装潢和家具会发出的甲醛是室内空气的主要污染物。甲醛易溶于水,常温下有强烈刺激性气味,当温度超过20℃时,挥发速度加快。根据甲醛的这些性质,下列所发错误的是
A.入住房间前保持一定湿度并通风 B.装潢尽可能选择在温度较高的季节
C.请环境监测部门检测室内的甲醛含量低于国家标准后入住
D.紧闭门窗一段时间后入住
3、近年来出现的厄尔尼诺现象与大气中CO2含量的增多有关,请回答以下问题:
(1)空气中二氧化碳主要来源是___________________________;
(2)为减缓此现象,你认为最理想的燃料是__________,以水为原料,开发此燃料,你认为应研究的主要 课题是___________________。
115
(3)汽车尾气(含有CO、SO2与NO等物质)是城市空气污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个 催化转换器,共特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO和NO反应的化学方程式_______________。控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法是_______________。(填写序号)。
①开发新能源②使用电动车③植树造林④戴呼吸面具
(4)为检验CO对大气污染的程度,常用氯化钯(PdCl2)溶液。CO和PdCl2溶液可生黑色的金属钯粉末,其化学方程式(反应中有H2O参加)是_________________________。
教学反思:
115
课题:第二节 爱护水资源
知识与技能:
1.通过典型的水污染实例认识水污染造成的危害。
2. 知道化学在水处理中的应用,能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。
过程与方法:通过查阅资料、自学及联系实际让学生知道水污染的严重性。
情感、态度与价值观:培养学生节水意识。
教学重点:认识水污染造成的危害,能说出污水处理中主要的化学方法及其原理
教学方法:查阅资料、交流讨论。
课时划分:两课时
教学过程:(第一课时)
[导课]水是宝贵的自然资源,是地球上一切生命赖以生存的 物质基础之一。 20世纪以来, 全世界人口增长了3倍, 经济增长了20倍,用水量增加了10倍,水资源的匮乏已 严重威胁世界经济的发展和人类生存。有专家预测,水资 源危机将成为21世纪继能源危机后又一全球性危机.如果我们不再保护水资源的话,我们终会有一天喝的不是地球上的水,而是人类自己的眼泪。
[板书]第二节 爱护水资源
[讲述]水是一种宝贵的资源, 随着工农业发展和人口的增长,许多江河湖库都遭到不同程度的污染,使有限的水资源从质量上受到严重的影响。
[板书]一、水体资源的危害
[讲述]重金属元素是无机有毒物质的主要组成部分,在水体中表现出不同程度的毒性效应。重金属污染了水体,可在生物体中富集,通过食物链的作用,能逐级在较高级的生物体内增加其含量。土壤重金属污染会使污染物在植(作)物中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发癌症和其他疾病等。
[投影]案例:日本的水俣病事件和痛痛病事件
水俣病事件发生于1953~1956
115
年,在日本熊本县水俣市。发生的原因是含无机汞的工业废水污染水体,使水俣湾的鱼中毒,并将汞积累于鱼体(主要是头部),人食鱼后受害,汞中毒者283人,死亡60人,日本人称为患“水俣病”。1973年两次水俣病患者共900多人,死亡近50人,还有2万多人受到不同程度的毒害。
痛痛病事件发生于1955~1957年,在日本富山县神通川流域。发生的原因是铅、锌等冶炼厂排放含镉废水,污染神通川水体,两岸农民用以灌溉农田。使土壤中的含镉量达1~2g/t。居民食用污染后的稻米和水中毒。1972年3月止,患者已超过180人,死亡34人。此外,还有100多人出现可疑的病症。由于患者经常呼叫呻吟,日本人称之为患“痛痛病”。
[投影]图4-21日本的水俣病患者
[板书]1、重金属污染
[讲述]水中的重金属污染物包括Hg、Pb、Cr、Cd,这些重金属污染物主要来自化工、冶金、电子、电镀等行业排放的废水。它们在生物体内积累,不易排除体外,因此危害很大。值得注意的是水中的重金属污染物可以通过水中的食物链被富集,浓度逐渐加大,而人处于食物链的终端,通过食物和饮水,将这些金属摄入体内,引起人体急性或慢性中毒(案例1中鱼和贝类体内的汞比水中高出上万倍)。
[讲解] 日本的水俣病发生原因:
水中的某些重金属污染物又可被微生物转化成毒性更大的有机化合物,例如水中汞会转化成有机汞:
HgCl2+CH4CH3HgCl+HCl
CH3HgCl的毒性比HgCl2更大,日本的水俣病就是无机汞转化为有机汞引起的汞中毒。
[阅读]资料卡片
[板书]2、植物营养物质污染
[投影]案例2 :赤潮
据报道2003年5月28日~6月2日,渤海辽东湾的葫芦岛接连发现两次赤潮,总面积达140平方公里,其中约有60平方公里在该市的水产养殖海洋监控区。在赤潮区的海洋面上漂浮着大量死鱼,给渔业带来严重损失。
115
据悉,近年来,赤潮在我国近海呈现频发之势,赤潮灾害严重威胁我国海域生态环境,并给海洋经济带来巨大损失。2000年我国近海共发现28次赤潮,面积累计超过1万平方公里。仅辽宁、浙江两次较大赤潮造成的渔业损失就近3亿元。
[阅读]图4-23赤潮
[讲述]生活污水或某些工业废水中,经常包含氮磷化合物,它们是植物生长发育的养料,称为植物营养素。含氮的物质主要是蛋白质,含磷的物质主要是洗涤剂和不合理使用的磷肥。
蛋白质在水中的分解过程是:蛋白质→氨基酸→氨。氨在微生物作用下被氧化成亚硝酸,进一步被氧化成硝酸,以硝酸盐形式成为植物的养料,其过程为:
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O 2HNO2+O2 2HNO3
[板书](1) 蛋白质在水中的分解过程:2NH3+3O2 2HNO2+2H2O2HNO2+O2 2HNO3
[讲述]含氮磷化合物在分解过程中,大量消耗水中的氧,并释放养分,而使藻类和其它浮游植物大量繁殖,由于占优势的浮游生物颜色不同,使水面呈兰色、红色、棕色等。这种现象发生在海域称为“赤潮”,发生在江河湖泊中则叫“水华”。
[板书](2)“赤潮” “水华”
[阅读]图4-24水华
[讲述]由于水体中营养物质过多蓄积而引起的污染,叫水体的富营养化。水体出现富营养化后,首先是大量繁殖的浮游生物会使原本水清如镜的水体变得浑浊有色。其次是藻类等浮游生物死亡后的残骸被微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,使得溶解氧降低。再有是部分浮游生物残骸沉积在水体底层发生腐化,产生硫化氢等有毒气体。此外一些浮游生物还会分泌出毒素。所有这些都会对水体生态系统造成严重破坏,导致鱼类大量死亡,严重影响渔业生产。此外,富营养化水体由于亚硝酸盐和硝酸盐含量较高,人畜长期饮用,也会中毒致病。
[板书]3、水体的富营养化:水体中营养物质过多蓄积而引起的污染。
[讲述]为遏止水体的富营养化
115
,我国已于2000年禁止与生产销售含磷洗衣粉,以无磷洗衣粉取代,走“绿色洗涤之路”,
[资料]污染水体的物质一般可分为以下几类:
1.无机污染物包括酸、碱、无机盐等。
2.有机污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、碳氢化合物、合成洗涤剂等。
3.有毒物质包括重金属(铅、铬、汞、镉等)盐类、氰化物、氟化物、砷化]物、酚类、多环芳烃、多氯联苯、有机农药等。
4.致病微生物包括各种病毒、细菌、原生物等。
5.耗氧污染物有些有机物和无机物,能消耗水中溶解的氧气,使水发黑变臭,危害水生生物的生存。
6.植物营养物质有些物质中含有植物生长所需要的氮、磷、钾等营养元素(如含磷洗衣粉、化肥、饲料等),这些物质能促使水中藻类疯长,从而消耗水中的氧气,危害鱼类的生长,造成水质恶化。
此外,还有石油工业带来的油污染、热电厂造成的热污染、核电厂带来的放射性污染等,不仅污染水体,危及水生动物,还会危害人体健康。
[板书]4、石油污染
[投影]案例3:世界上最大的原油泄露事件
世界上最大的原油泄漏事件发生在1991年海湾战争造成的石油倾泻。因油港油库破坏而流入海湾的原油多达100多万吨。海面漂浮着一层厚厚的浮油,海水几乎掀不起浪来,只能像泥浆般涌动着。这一地区的海鸟,身上沾满了石油,无法飞行,只能在海滩和岩石上待以毙命。其他海洋生物也没能逃过这场灾难,鲸、海豚、海龟、虾蟹以及各种鱼类都被毒死或窒息而死,成为这场战争的最大受害者。
[板书]5、杀虫剂污染
[科学诗话] DDT的功与过
在农业上使用DDT,减少病虫害,使农业粮食增产15%;DDT的使用,有效杀死蚊蝇、体虱,从而避免疟疾、斑疹伤寒的流行,拯救了数以千万计的生命。保罗·米勒于1948年荣获诺贝尔生理或医学奖。
115
但是由于长期使用化学杀虫剂,对环境严重污染,对天敌不分敌我,害虫对杀虫剂产生抗药性等问题日渐突出。此外,有机氯类杀虫剂进入动物体内不能代谢排泄,会留下潜在的威胁,已使大量珍稀动物濒临灭绝。1962年美国生物学家莱切尔·卡逊对DDT造成的公害写到:“天空无飞鸟,河中无鱼虾,成群鸡鸭牛羊病倒和死亡,果树开花但不能结果,农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。总之,生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静,死亡之幽灵到处游荡”。随后,世界各国相继明令禁止生产和使用DDT。诺贝尔奖委员会对此项诺贝尔奖颁布表示深深的愧疚。
可见杀虫剂是一把双刃剑,它在对人类做出贡献的同时,却又害苦了人类。现在害虫依仗自身对杀虫剂的抗药能力,正与人类进行着持久战。
DDT结构式:
[小结]略
[作业]P96 1、2、3
[板书计划] 第二节 爱护水资源
一、水体资源的危害
1、重金属污染
2、植物营养物质污染
(1) 蛋白质在水中的分解过程:2NH3+3O2 2HNO2+2H2O2HNO2+O2 2HNO3 (2)“赤潮” “水华”
3、水体的富营养化:水体中营养物质过多蓄积而引起的污染。
4、石油污染 5、杀虫剂污染
[课堂练习]
1.以下广告语中,符合科学道理的是
A.“超纯净水”绝对卫生,对人有益 B.含碘食盐可以防治甲状腺肿大
C.含氟牙膏可以预防龋齿D.本饮料由纯天然物质配成,绝对不含化学物质,对人无害
2.能显著地促进藻类在水中生长,最终导致水中生物缺氧的阴离子是
A.Cl- B.I -C.CO32- D.PO43-
115
3.大气或饮水被污染时,可能引起人的牙齿、骨骼变得疏松的元素是
A.氟 B.氯 C.硫 D.碘
4.造成世界有名的“八大公害”事件中,污染事件发生最多的是
A.水污染 B.食品污染 C.大气污染 D.重金属污染
5.造成目前环境污染的因素大体上可分为物理的、化学的与生物的三个方面,它们是造成环境质量下降的主要原因,其中化学物质约占
A.30~40% B.50~60% C.70~80% D.80~90%
6.水污染中危害最大的是
A.重金属 B.有机物 C.酸碱 D.钙镁离子
7、环境问题是全球共同关注的问题,环境污染的发生、危害与防治都与化学有关。根据有关的化学知识,下列措施和理由之间,因果关系不正确的是
A.严禁排放未经处理的有毒工业废水——防止水土流失
B.不允许焚烧农作物秸杆——防止污染空气
C.限制生产含磷洗涤剂——防止湖海出现“赤潮”
D.限制生产不符合尾气排放标准的气体——防止氮的氧化物及一氧化碳污染空气
8、黄河是中华民族母亲之河。然而,近年来,黄河污染加剧,已超出了黄河水环境的承载能力。不久前,黄河流域水资源保护局组织专家组,对黄河水污染的状况及危害进行了量化分析,发现目前黄河干流近40%河段的水质为劣五类,基本丧失水体功能,黄河流域每年因污染造成的经济损失高达115亿至156亿元。黄河中下游几乎所有支流都变成了“排污沟”。
(1)黄河某段水域的生态平衡被严重破坏,并在短期内无法恢复,请简述其主要原因。(黄河水域是一个生态系统。由于人为因素对水域环境的严重污染,影响了该生态系统中的生产者、消费者和分解者的生存,严重破坏了生态平衡与自动调节的能力,导致很难在短期内得到恢复。)
(2)黄河上游附近的工厂向河中排入废水,污染了河水。请列举黄河水中所含有害人体健康的3种重金属元素。(镉(Ca),铬(Cr),铅(Pb),汞(Hg))
(3) 人类的不恰当活动,常造成严重的水质污染,从而破坏了水体环境。黄河中游某支流一水文站的对DO
115
(溶解氧)进行了实测,发现当地黄金生产及造纸、食品加工等乡镇企业的排污造成该河段枯水期富营养化严重,在凌晨5︰00,河水的DO(溶解氧)含量的饱和度仅为68-72%,但在午后,DO出现过饱和,如在18︰00,DO饱和度可高达110%。其主要原因是①水温增高,饱和值下降②光照增强,光合作用产氧量增加。因地制宜控制该地水污染的措施有污染较重的小工业停产、对工农业及生活污水进行处理、减少枯水期用水,使流量增加。
9、据《中国环境报》报道,某化工厂排放的污水,使某市一条长约50公里的河水受到严重污染,对工农业生产及人民的生活造成严重危害。经环保部门测定,被污染的河水pH在1~4之间,其他水质指标也严重超标。2002年6月1日,国家环境保护总局发布的《地表水环境质量标准》,对地表水质量作了明确规定,部分指标如下(除pH外,各项目的单位: mg/L):
水质分类
项目及标准
I类
II类
III类
IV类
V类
磷(P)≤
0.02
0.1
0.2
0.3
0.4
氮(N)≤
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
锌(Zn)≤
0.05
1.0
1.0
2.0
2.0
铅(Pb)≤
0.01
0.01
0.05
0.05
0.1
pH
6~9
6~9
6~9
6~9
6~9
(1).如果让你测定该河水样的酸碱度,可选用 c
A.石蕊试液 B.酚酞试液 C.pH试纸 D.碳酸钠溶液
(2)材料2中所指出的 “氮”、“磷”、“锌”、“铅”,是指 B
A.单质 B.元素 C,离子 D.分子
(3)经测定,该化工厂排放的污水中铅的质量分数为(1X10-5)%。则该污水的水质
属于(设该污水的密度为1g/cm3) D
A.I类 B.Ⅲ类 C.Ⅳ类 D.V类
教学反思:
115
第 二 课 时
[板书] 二、改善水质
[阅读]第一段,回答控制工业废水和生活污水的排放的措施。
[回答]重复利用废水,回收废水中的有用成分。减少废水排放量,采用革新工艺,降低废水中污染物浓度,加强污水处理,达标排放。加强对污染源的监管等。
[板书]1、污水处理工艺:一级、二级和三级。
[讲解]配合流程图讲解现代污水处理技术:
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法,如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污
水二级处理主要是应用生物处理方法,即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程,将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。
污水三级处理是在一、二级处理的基础上,应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂,常常需要以上几种方法组合,才能达到处理要求。
污水一级处理为预处理,二级处理为主体,处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理,出水水质较好,甚至能达到饮用水质标准,但处理费用高,除在一些极度缺水的国家和地区外,应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂,以解决日益严重的水污染问题。
[自学]污水处理中的化学反应及原理:
向污水中投加某中化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质。常用的方法有化学沉淀法混凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法。
(1)混凝法
115
水中呈胶体状态的污染物质,通常都带有负电荷,若向水中投加带相反电荷的电解质(混凝剂),可是污水中的胶体颗粒失去稳定性,并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。目前常用的混凝剂有:明矾、碱式氯化铝、铁盐等。
(2)中和法
用于处理酸性废水及碱性废水。向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中和,向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质中和。
(3)沉淀法
向污水中投加某中化学物质,使它与污水中的溶解性物质发生反应,生成难溶于水的沉淀物,以降低污水中的溶解污染物的方法。这种处理方法常用于处理含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。在处理含锌废水时,一般投加石灰沉淀剂;处理含汞废水时,可采用硫化钠进行共沉处理;含铬污水,可采用碳酸钡、氢氧化钡等为沉淀剂生成难溶的铬酸钡沉淀。
(4)氧化还原法
废水中呈溶解状态的有机和无机污染物,在投加氧化剂或还原剂后,由于电子的迁移,而发生氧化或还原作用,使其转化为无害物质。在工业处理污水时,可用到的氧还剂有:O2、CI2、O3、Ca(CIO)2、H2O2等,也可通过电解使阴离子在阳极上发生氧化作用。可用到的还原剂有:铁粉、锌粉、FeSO4, 或通过电解时阳离子在阴极得电子被还原。
氧化还原法在污水处理实例中有:空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰,降低污水BOD与COD等均有显著效果。目前 还原法主要用于含铬废水处理。
[回答] 1、污水处理中的化学方法有 。
2、举例说明污水处理中的化学原理及化学方程式: 。
[板书] 2、污水处理中的化学反应及原理:
(1)混凝法
胶体性质 Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
(2)中和法
(3)沉淀法Hg2++S2-=HgS↓
(4)氧化还原法
[小结]略
115
[板书计划]二、改善水质
1、污水处理工艺:一级、二级和三级。
2、污水处理中的化学反应及原理:
(1)混凝法
胶体性质 Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
(2)中和法
(3)沉淀法Hg2++S2--—=HgS↓
(4)氧化还原法
[作业]P96 4
[课堂练习]
1、某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm·yH2O]X,式中m等于
A.3-n B.6-n C.6+n D. 3+n
2、某地有甲、乙两工厂排放污水,污水中各含有下列8种离子中的4种(两厂不含相同的离子):Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、SO42-、NO3-、OH-、Cl-。两厂单独排放都会造成严重的水污染,如将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水便变成无色澄清的只含硝酸钠而排放,污染程度大大降低。关于污染源的分析,你认为正确的是
A.SO42-和NO3-可能来自同一工厂 B.Cl-和NO3-一定在不同的工厂
C.Ag+和Na+可能来自同一工厂 D.Na+和NO3-一定不来自同一工厂
3、沱江特大污染事故,是近年来中国发生的最大一起水污染事故。是一起因四川化工股份有限公司技改项目违规试生产、青白江区政府有关领导和区环保局等部门对环保工作领导和监管不力酿成的特大责任事故。四川沱江特大污染给沿江生态环境及人民身体健康构成了严重的危害。
(1)2月份沱江污染是否是富营养化污染?为什么?
(2)若生活污水中含大量的氮化合物,通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在消化细菌作用下将NH4+氧化为NO3- :
NH4++O2—NO3-+H++H2O 然后,加入甲醇与NO3-生成N2:
115
NO3-+5CH3OH—N2+CO2+H2O+OH- 试配平以上两方程式。
(3)5月初的沱江二次污染主要是造纸厂超标排放污水所致。我国现有纸浆漂白主要是氯气漂白方法和次氯酸盐漂白法,这种方法排出的废水毒性大,废水量多,从而使我国制浆造纸工业纸浆漂白存在严重污染环境的问题。现世界各国正研究用绿色漂白剂取代传统的氯气,请写出你认为可作为研究方向的几种漂白剂:________。
4、由于用氯气对饮用水消毒,会使水中的有机物发生氯化,生成有机含氯化合物于人体有害,世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法。建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。ClO2极易爆炸,生产和使用时尽量用惰性气体稀释,避免光照、震动或加热。
(1)在ClO2中,所有原子是否都满足8电子结构?______________(填“是”或“否”)。
(2)欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2,同时有Cl2生成,且Cl2的体积为ClO2的一半。这一反应的化学方程式是___________________________________。
(3)浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是_______________(填写编号)。
A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
(4)若上述反应产生0.1 mol Cl2,转移电子的物质的量为_______________mol。
(5)ClO2为高效低毒的消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是Cl2的_____________倍。
(6)我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的柱内制得ClO2,表示这一反应的化学方程式是_______________________________。和欧洲的方法相比,我国这一方法的主要优点是_______________________________。
参考答案:1、B 2、BD 3、解析:(1)不是富营养化污染。富营养化污染是指水体所含氮、磷过多,停留时间过长,将使藻类及浮游生物过量生长而引起水体的富营养化从沱江流入大量氨来分析,沱江污染应为氨的毒害所至。(2)1、2、1、2、1 ; 6、3、5、7、6(3)二氧化氯、臭氧、双氧水。4、 (1)否(2)2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(3)B (4)0.2 (5)2.63(6) 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2; 对环境的污染较小(生成的ClO2中不含Cl2杂质)
教学反思:
115
课题:第三节 垃圾资源化
知识与技能:
1.根据防治土壤污染、保护环境的要求,举例说明垃圾和其他生活废弃物处置的方法。
2.认识“白色污染”的危害和防治方法。
过程与方法:通过阅读教材,同学讨论,交流找到最佳处理垃圾的方法。
情感、态度与价值观:通过教学,让学生知道处理垃圾过程的复杂性,教育学生珍惜良好的环境意识。
教学重点:举例说明垃圾和其他生活废弃物处置的方法。
学生活动探究建议: 讨论:在田间或市区焚烧植物秸秆、枝叶以及垃圾的危害。调查:当地生活垃圾的处理和回收利用情况,讨论并提出改进意见。
课时划分:两课时
教学过程:(第 一 课 时)
[导课]近年来,随着我国工业化城市化进程的加快,垃圾的产生量越来越大。1998年,我国城市生活垃圾的产量约1.4亿吨;2000年,我国城市生活垃圾的产量约1.5亿吨,且以每年10%的速度增长。目前,我国累计堆存的固体垃圾总量已达60亿吨,占地5.4亿m2,全国670多座大中城市,约有1/3陷入垃圾包围中,垃圾中产生的有毒有害物质渗透到地下和河流中,给城市带来不容忽视的隐性危害。目前,垃圾问题已经成为政府非常头疼、老百姓普遍关注的问题。
[阅读]
[实践活动]根据图示谈谈垃圾资源化的意义。
[讲述] 在垃圾中,约50%是生物性有机物,约30%—40%具有可回收再利用价值。目前我国每年可利用而未得到利用的废弃物的价值达250亿元,约有300万吨废钢铁、600万吨废纸未得到回收利用。废塑料的回收率不到3%,橡胶的回收率为31%。仅每年扔掉的60多亿只废干电池就含7万多吨锌、10万吨二氧化锰。
[讨论]我们每天丢弃的垃圾都被送到哪里去了?并对当地垃圾处理为提出改进意见。
[自学]对固体废物实行减量化、资源化和无害化处理原则;
115
常用的方法有:卫生填埋焚烧法;堆肥法。
卫生填埋是世界上常用的处理垃圾量最大的4种方法之一。美国用这种处理的垃圾占总量68%,欧洲一般在50%~85%,但卫生填埋场的渗出液容易污染周围土地和水体。
堆肥法是一种生活垃圾资源化利用的方法。堆肥技术是利用生物对垃圾中的有机物进行
发酵、降解,使之成为稳定的有机质,并利用发酵过程产生的温度杀死有害微生物以达到无害化卫生标 准的垃圾处理技术。
焚烧法也是一种生活垃圾资源化利用的方法。焚烧技术就是利用焚烧炉及其附属设备,使垃圾在焚烧炉内经过高温分解和深度氧化的综合处理过程,达到大量消减固体量的目的,并将垃圾焚烧产生的热量进行回收利用的垃圾处理技术。垃圾焚烧后,一般 体积可减少90%以上,重量减轻80%以上;高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物 质,可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热,实现了能源的综合利用。
[板书]第四节 垃圾资源化
一、垃圾处理:
1、卫生填埋;焚烧法;堆肥法。
[讲解]垃圾焚烧过程易产生有毒气体二恶英,二恶英实际上是一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,全称分别叫多氯二苯并-对-二恶英(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs),我国的环境标准中把它们统称为二恶英类。这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。二恶英的最大危害是具有不可逆的“三致”毒性,即致畸、致癌、致突变。
[例题]2,4,5 三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2,4,5 三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二恶英,简称TCDD。有关物质的结构式如下:
115
请写出:(1)生成2,4,5 三氯苯氧乙酸反应的化学方程式
(2)由2,4,5 三氯苯酚生成TCDD反应的化学方程式
解答:(1)
(2)
[讲述]我国90%的城市生活垃圾采用的是填埋处理方式,而目前的垃圾填埋场大多是早期开始使用的,建设时没有按照技术规范的要求进行设计、施工与使用,一段时间以后,垃圾场产生的有害气体等物质开始给环境带来了极大污染,甚至给周围居民的生命安全构成严重威胁—— 垃圾焚烧处理是目前发达国家常用的城市生活垃圾处理方法之一。由于焚烧处理使得生活垃圾得以彻底的无害化和迅速的减量化,因此成为首选的处理方法。生活垃圾的焚烧技术,在国外已经得到广泛应用,建成了许多的垃圾焚烧发电厂。在我国,这项技术的应用只是刚开始,目前已经建成或正在筹建垃圾焚烧厂的城市有深圳、广州、上海、北京、珠海、厦门、合肥等。
[回答]我国垃圾处理中最迫切需要解决的问题是_______;根据环保总局有关规定焚烧发电中焚烧炉1m3烟气中二恶英含量不超过_____g。
[讲述]固体废弃物混在一起是垃圾,分开却是资源。垃圾回收利用成本最低而且最有效的方法,是从废弃物产生的初始环节入手,进行分类回收。城市垃圾分为可再生垃圾(废纸、废塑料、废金属、废玻璃制品、废旧家具等)、不可再生垃圾(厨余、果皮等)和有害垃圾(废电池、废灯管等)。据了解,近年来北京市可再生垃圾的比例增加很快,有45%的垃圾可回收利用;垃圾中的有机物成分也占到同样比例。所以,如果能够进行分类回收的话,垃圾的资源化程度将大大提高。
[投影]图标:(让学生自己说出是环保标志)
115
[学生活动]自学垃圾分类标志,制作环保标志牌,相互标认。
[板书]2、干电池回收与医疗垃圾处理。
[自学]干电池回收与医疗垃圾处理。
[回答]1、普通干电池中为何加入金属Hg?
2、我国规定___年销售的电池达到低汞化,___年销售的电池达到无汞化。
3、为什么要正确处理医疗垃圾?
[阅读]抗非典期间,医疗垃圾的处理方法:
[小结]垃圾综合处理,可以形成产业化、机械化,实现垃圾处理的减量化、无害化、资源化的目的,可以解决我国农业生产中肥料比例不合理等问题。该方法技术可靠、工艺可行、设备造价低,易于产业化和连续生产。
[作业]P103 1
[课堂练习]
1.下面是在鼓浪屿淑庄花园前新设的一组垃圾箱及说明:
(1)小明在整理房间时,清理出如下物品,它们应分别放入哪个垃圾箱(请填序号):
A.废作业本;B.汽水易拉罐;C.生锈铁钉; D.矿泉水瓶; E.烂苹果; F. 涂改液瓶
115
应放入“可回收垃圾箱”的是: ;
应放入“不可回收垃圾箱”的是: ;
应放入“有害垃圾箱”的是: 。
(2)小明用盐酸除去铁钉上的锈(主要成分为氧化铁),以重新使用它,请写出除锈的化学方程式: 。
(3)废铜有二种回收方法:
方法一:Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2X↑+2H2O (X是一种大气污染物)
方法二:铜在空气中加热生成氧化铜,氧化铜再与盐酸反应生成氯化铜和水。
①方法一中,X的化学式为: ;
方法二的优点是: ;
②请写出从氯化铜溶液中提取铜的化学方程式: ;
该反应属于化学反应的基本类型是 。
(4)请从可回收垃圾的类别中,举出一例说说化学的研究成果给社会进步带来的贡献: 。
(5)化学电池给人们生活带来许多便利,但任意丢弃的一粒电池将严重污染一平方米土壤。一些化学成就在给人们带来方便的同时,也给人类带来危害。对此,你认为在进行化学科学研究或发明时要注意的是: 。
2、城市垃圾常见的处理方法有填埋、堆肥和焚烧等,焚烧处理技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治.垃圾焚烧对环境的二次污染物主要是焚烧产物中的有害成分和灰渣中的重金属,焚烧过程中会产生酸性气体SOx、NOx 、HCl等)污染物、有机类污染物PCDD/FS。现我国采用用硫化床焚烧炉、采用低温燃烧和分级燃烧,焚烧过程中生成的NOx很少,同时在床料中加入合适的添加剂,可以使SOx在炉内去除,烟气(HCl)可采用在吸收塔内加入吸收剂而除去,有机污染物PCDD/FS主要是垃圾中存在的无机物氯化物(如NaCl)和有机氯化物(如塑料、橡胶、皮革)在过渡金属阳离子(如Cu2+)作催化剂下不完全燃烧生成的,焚烧炉内和烟道内生成的PCDD/FS主要是以固态形式附着在飞灰表面,可用有效除尘器去除、也可用袋式过滤器前装一个人装有固体的吸收塔,还可在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨以减少PCDD/FS的生成.
115
回答下列问题:
(1)在焚烧炉的床料中加入______可实现焚烧过程中产生SOx在炉内去除,有关方程式:______。
(2)在吸收塔内加入______廉价吸收剂可除去烟气HCl,化学方程式为:______.
(3)向焚烧炉内不断喷氨,其目的是______.
(4)为了减少垃圾焚烧过程中PCDD/FS的排放,可用装有固体的吸收塔吸收,该固态吸收剂是______,它具有______性.
3、垃圾主要分为生活垃圾、建筑垃圾、和工业垃圾三大类。垃圾的危害与处理已成为世界性难题。如一节纽扣电池的有害物质能污染60万方水,一节一好电池烂在地里可使一平方米土地失去利用价值。
(1)现在请你根据日常生活中所见到的生活垃圾,设计几种处理垃圾的方法。
(2)据报道我国科学家根据干电池各组成的化学性质,采用湿法工艺技术回收有用物质,废旧电池不仅得到了有效的处理,防止了污染环境,同时又可回收有用物质,其有关成分可基本全部回收,解决了多年来干电池的回收利用问题。根据锌锰干电池各组成的化学性质,若用湿法工艺技术回收,可回收的物质有____________。
(3)1999年4月某城市的一座平房被一起爆炸炸成碎片,经调查这座平房建在一做旧垃圾堆积场附近。科学家认为引起爆炸的甲烷就来自这一旧垃圾堆积物。回答下列问题:
①这一堆积物中包括下列不同物质:玻璃、植物性垃圾、水泥、木屑、钢铁及塑料。在这些物质中可以产生甲烷气体的是_____________(至少天两种),写出有关方程式。
②如果这一堆积物不被覆盖,而是处于散开状态,那么爆炸可能不会发生,原因是_____________。
③甲烷作为一种绿色能源,在许多家庭安全的使用着,请说明在什么条件下甲烷气体燃烧不安全,并指出排除不安全的方法和措施____________。
参考答案:1、(1)A、B、C、D;E;F
(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(3)①NO2;没有污染物生成②Fe+CuCl2= Cu + Fe Cl2;置换反应。
115
(4)本题是一个开放性问题,可以根据可回收垃圾中的几类物质,反过来看其为人类带来的贡献。只要是与上表6类可回收物有关的化学应用成果,均可。可能的答案方向有:①三大合成材料的制造、应用、防治污染;②金属的制造、开采、应用、合金、保护、回收;③玻璃等无机材料;④纸张的发展、特种纸的开发、纸的制造和回收。
(5)要注意研究成果的应用可能给人类环境(资源、安全、健康)等方面的影响,并加以克服和预见。
2、(1)CaO;CaO+SO2=CaSO3 ;2 CaSO3+O2=2 CaSO4
(2)石灰乳(或氨水)Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
(3)氨与Cu2+结合使Cu2+失去催化作用,减少PCDD/FS的生成.
(4)活性碳,强吸附性.
3、(1)集中供热 、 填埋、 焚烧 、工业化高温焚烧、供热、供电并回收尾气 、分类装袋回收再利用 、 堆积发酵制肥料、沼气等。
(2)二氧化锰、氧化锌、金属锌、铜、铁、以及碳棒等。
(3)① 植 物 性 垃 圾、木 屑 等,
(C6H10O5)n 3n CH4↑+3nCO2↑+能量
②敞口时: 不具备“隔绝空气”条件,不利于产生甲烷;不具备“有限空间”,不利于积累热量和压强的增大。
③不安全因素:甲烷不纯,点燃会爆炸;燃烧不完全,产生一氧化碳有毒气体。排除措施: 验纯 、通风换气。
板书计划
第四节 垃圾资源化
一、垃圾处理:
1、卫生填埋;焚烧法;堆肥法。
2、干电池回收与医疗垃圾处理。
教学反思:
115
第 二 课 时
[课前准备]教师布置学生通过互联网或其他途径收集相关资料:1.什么是“白色污染”?它的危害有多大,如何治理?还有哪些破坏环境的污染?2.统计自己家中每天大约用几个方便袋,大概怎么用?想一想,怎样能少用一些?3.走一走,看一看,寻找身边的“白色污染”。
[问题]什么是“白色污染”?学生根据自己收集到的资料汇报。
[回答1]与方便袋有关的污染。
[回答2]大量的废旧薄膜、包装塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具等塑料包装物在使用后被丢弃,给生态环境带来很大破坏。这些塑料包装物大多呈白色,因此造成的环境污染就被称为“白色污染”。
[回答3] “白色污染”准确地说,是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被丢弃成为固体废物,因难于降解处理而造成城市环境严重污染的现象。
大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以下统称为塑料包装物)在使用后被抛弃在环境中,给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色,因此造成的环境污染被称为“白色污染”。
[板书]二、白色污染
1、白色污染定义:
[问题]它们的危害有多大?
[回答1]废旧塑料进入自然环境后难以降解、长期存在。混入土中将阻绝农作物和植物吸收养分和水分;抛弃在陆地或水中,动物吞食后将导致死亡;若被填埋,将直接占用土地,且100年内难以降解,影响土质结构;若被焚烧,则会产生有害气体,污染大气。
[回答2]塑料制品既不容易被微生物腐蚀,也不容易自行降解。残留于土壤中,会造成土块板结、地下水难以下渗、土壤盐碱化、粮食大幅度减产等系列恶果;弃之荒野,一些有毒添加剂慢慢释放出来,会污染水和大气;牲畜或者浮游生物一旦误食,因难消化而积贮胃内,轻者引起消化系统疾病,重者导致死亡;发电机组吸入塑料垃圾将影响发电;螺旋桨卷上塑料垃圾,危及船运安全。而据调查统计,目前世界上塑料年产量约为1亿吨。这么多塑料制品如果都成为垃圾,造成的结果是多么可怕啊!(这个学生的最后感叹,使所有的师生都深有感触。)
115
[补充]释放出氟氯代烷破坏臭氧层和加速温室效应。
[投影]燃烧废弃塑料产生的有毒气体(二恶英、HCl等):
[板书]2、白色污染的危害:(1)难以降解(2)焚烧,产生有害气体(3)释放出氟氯代烷破坏臭氧层和加速温室效应(4)危害动物。
[问题]如何解决白色污染?
[回答1]解决“白色污染”的方法主要有二:废旧塑料资源化及生物降解塑料。
A:废弃塑料资源化(就是回收废旧塑料,作为资源,加以开发和利用。)
(1)直接作为材料,有些可再生性塑料制品,可回收,加工后,再制成新的塑料制品。
(2)制取合成高分子单位。高分子是由单体聚合而成的,那么在一定条件下可由废旧塑料制成单体。如聚酯塑料通过醇解制成单体。
(3)制取燃料油。将高分子链在高温下裂化。如聚乙烯,聚丙烯在高温下能分解成低分子石油烃,再分馏即可得各种燃料油。
B:生物降解塑料
(1)天然高分子改造法。就是以淀粉,纤维素,甲壳素,木质素,海藻等天然高分子为原料,通过化学修饰和共聚方法,对这些分子进行改造,合成易被生物降解的塑料。
(2)化学合成法。模拟天然高分子结构,从简单的水分子出发,在塑料的高分子链上接有活性基团如酰胺基,肽基,酯基,含这些基的化合物类似于天然蛋白质,油脂的结构片段,易被生物降解。
(3)微生物发酵法,许多微生物能以某些有机物为碳源,通过代谢,分泌产 生聚酯类,聚糖类高分子,这些分子既易于降解,又可进一步再生利用。
[板书]3、解决白色污染措施:
A:废弃塑料资源化(1)直接作为材料(2)制取合成高分子单位(3)制取燃料油。
B:生物降解塑料 (1)天然高分子改造法(2)化学合成法。(3)微生物发酵法。
[问题]什么是治理白色污染的3R运动?
[回答]减量化、再利用、再循环。
[问题] 塑料回收的意义?
115
[回答]塑料回收后,可用作再生塑料的原料或可用于还原炼汽油和柴油(l吨废塑料可炼700公斤左右的汽油或柴油)。
[讲述]如果将北京每天扔掉的废塑料回收炼油,理论上可得50万升无铅汽油和52万升柴油,仅汽油就可供1万辆小汽车行驶300公里。如果可回收的物资能全部回收,北京市的垃圾量将减少40%,垃圾清运车将减少往返1000多次,既缓解了交通压力,又减少了汽车尾气排放,还可减少每天40万元的垃圾清运费。
[板书]4、 塑料回收后再生方法有:熔融再生,热裂解,能量回收,回收化工原料及其他等方法。
[讲解]塑料回收标志:
塑料名称、代码与对应的缩写代号
塑料名称
聚酯
高密度聚乙烯
聚氯乙烯
低密度聚乙烯
聚丙烯
聚苯乙烯
其他塑料代码
塑料代码
01
02
03
04
05
06
07
塑料缩写代号
PET
HDPE
PVC
LDPE
PP
PS
Others
[小结]垃圾资源化的方法和途径很多,但没有一件是十全十美的,相信随着科技的发展,人类一定能解决垃圾污染问题,这个重担也需就落在同学们的肩上。
[课堂练习]
1.当前我国环境保护亟待解决的“白色污染”通常指的是( )
A.冶炼厂的白色烟尘 B.石灰窑的白色粉尘
C.聚乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑废料
2.CCTV《科技博览》报道,2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。
下列相关说法合理的是 ( )
115
A.聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的 B.聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C.聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物 D.聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染
3.为消除白色污染,下列做法值得研究和推广的是①将废弃塑料焚烧②将废弃塑料深埋③用纸制品代替塑料制品④用易降解塑料代替难降解塑料 ( )
A.①② B.③④ C.②③④ D.①②③④
4.乳酸()在一定条件下经摹合生成一种塑料()用这种新型塑料制成的餐具,在乳酸菌的作用下,60天内分解成无害的物质,不会对环境造成污染。在该聚合反应中生成的另一种产物是( )
A.H2O B. CO2 C. O2 D. H2
5.为了消除“白色污染”,化学工作者研制了许多种可降解塑料,其中一种为:该塑料在微生物作用下可较快水解成小分子。若用甲醇处理此塑料,能得到的有机物为 ( )
A.乙二醇 B.对苯二甲酸二甲酯 C.苯 D.苯甲酸
[课外作业]P103 2
板书计划
二、白色污染
1、白色污染定义:
2、白色污染的危害:(1)难以降解(2)焚烧,产生有害气体(3)释放出氟氯代烷破坏臭氧层和加速温室效应(4)危害动物。
3、解决白色污染措施:
A:废弃塑料资源化(1)直接作为材料(2)制取合成高分子单位(3)制取燃料油。
B:生物降解塑料 (1)天然高分子改造法(2)化学合成法。(3)微生物发酵法。
4、 塑料回收后再生方法有:熔融再生,热裂解,能量回收,回收化工原料及其他等方法。
教学反思:
115