案例教学在中学化学教学中应用

一、案例教学的实施方法案例讲授法案例质疑法案例模拟法案例辩论法第一页，共59页。二、化学案例教学实施的主要环节1．精选案例案例要有典型性案例要有真实性案例要有启发性案例要有精练性第二页，共59页。2．呈现案例文字材料方式呈现案例口头描述方式呈现案例学生表演方式呈现案例运用媒体技术呈现案例第三页，共59页。3．分析案例确定问题所在分析案例材料4．案例讨论提供讨论辅助材料创造良好的讨论氛围5．总结评价对案例中所蕴涵的道理或问题进行评价第四页，共59页。三、案例教学实例（一）金属钠与水反应1.呈现案例引课——“水雷”惊现珠江第五页，共59页。2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。突然，从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了。所幸该船只迅速逃离，伤亡不大。珠江水面上尚有五个一触即发的“水雷”漂浮着，消防队员、民警及广州化工集团的化学品专家赶来凑在一起，紧张地调查爆炸物的性质及研究“水雷”的处置对策。第六页，共59页。2.分析案例①为什么钠遇到水会爆炸，还会燃烧呢？②如何防止爆炸（另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？③为什么一旦接触了桶内物质，双手立刻感到剧烈的疼痛？④钠与水反应时,钠的周围为什么会有白雾？⑤钠与水反应生成什么？第七页，共59页。3.案例讨论教师为学生讨论提供:(1)钠与水反应实验(2)视频播放钠与水反应的实验现象:金属钠浮在水面，熔成闪亮的小球，向各个方向迅速游动，同时发生嘶嘶的响声，溶液变为红色。说明钠的密度小，反应放热且钠的熔点低，反应有气体生成，生成的产物呈碱性。生成的气体是H2，碱性物质可能是NaOH。

第八页，共59页。为什么实验中钠与水没有发生爆炸，而新闻中却发生了爆炸？

原因是钠与水反应生成大量的氢气，氢气在反应中燃烧从而发生爆炸。第九页，共59页。爆炸原因分析：由于金属钠的化学性质非常活泼，与自然界的很多物质到会发生反应，尤其是当它遇到水的时候，会释放出氢气，氢气的着火点相当低，大量的金属钠在水里迅速的化学反应就会产生剧烈的爆炸，所以必须用煤油在储存罐里做隔离层。在珠江水面上发生爆炸的桶装金属钠就是因为在铁皮桶里起隔离作用的煤油泄漏，引起金属钠与空气和水接触造成的。第十页，共59页。珠江水面上来历不明的金属桶，每一个桶里都装有98千克的纯金属钠。北京化工大学的杨文胜教授说，从理论上讲，每一个这样的金属桶发生爆炸的威力，比8到9个煤气罐同时爆炸的威力还要大。所以将这些装满钠的金属桶喻为“水雷”也不算过分。如果碰巧有一艘船在发生爆炸的金属桶附近，危险是可想而知的。第十一页，共59页。如何防止爆炸（另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？消防队员找来一个竹制的箩筐，在上面固定好缆绳，用来打捞铁桶。又找来一个较大的白色塑料桶，准备将打捞上来的铁桶放在里面，再用煤油浸泡，因为金属钠在煤油里是不会燃烧的。第十二页，共59页。4.总结评价得出钠与水反应这一性质、现象、化学方程式。第十三页，共59页。呈现案例结课——怕水的“鬼”中央十套《走进科学》栏目，曾经有这样一个报道：在中国中部的某个山村里，有个农妇的儿子在去舅舅家吃饭的路上途经一块坟地，当晚回家就发起了高烧，开始胡言乱语。这个农妇马上请来了邻村一个有名的巫师。这个巫师断定农妇的儿子是“中邪”了，而且这是个怕水的“鬼”。于是巫师施法后，自称是抓到了“鬼”，然后将“鬼”扔到了准备好的盛有水的盆里。只见水面上马上出现了一个小球，还游来游去，发出嘶嘶的声音，一会儿又没了响动。巫师解释到这是那个“鬼”在挣扎呢，没声音就是死了，病也马上就要好了。第十四页，共59页。案例分析1、巫师真的抓到“鬼”了吗？这世上有鬼吗？2、这个农妇的做法正确吗？她儿子的病会因此而好转吗？3、那么水面上那个鬼到底是什么呢？解释一下闹鬼的原因。第十五页，共59页。（二）酸雨的形成与防治最近流行的一则短信息：从4月22日开始到28日，请大家不要淋到雨，750年一次的酸雨，被淋到以后患皮肤癌的几率很高，因为欧洲的一个火山大爆发，向高空喷发了大量的硫化物，在大气层7000-10000米的高空形成了浓厚的火山灰层，强酸性。4月28日中国气象科学研究院大气成分观测与服务中心副主任徐晓斌说对短信的评论认为短信完全在夸大酸雨的危害。酸雨是怎样形成的？第十六页，共59页。酸雨：

指pH值小于5.6的降水

第十七页，共59页。A、酸雨（pH＜5.6的降水）成因：人为排放S的氧化物和N的氧化物；形成机理：或：2SO2+O22SO3催化剂SO3+H2O====H2SO4②3NO2+H2O====2HNO3+NO①SO2+H2OH2SO32H2SO3+O2====2H2SO4催化剂在这充当催化剂的是：大气中的烟尘、O3等。*我国主要以硫酸型酸雨为主，这是由我国以煤炭为主的能源结构造成的。第十八页，共59页。酸雨的危害酸雨对农作物的影响用大理石（石灰石）制造的雕像受到酸雨的腐蚀第十九页，共59页。１９９８年，仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降，共减少木材６３０万立方米，相当于损失３０亿元。在广东，酸雨每年造成的损失达４０亿元。第二十页，共59页。

酸雨对人类的影响，我们最直接的反应就是会〝禿头〞。此外，酸雨对人类最严重的副作用就是呼吸道方面的问題，例如会引起哮喘、干咳、头痛和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。

酸雨对人类的危害第二十一页，共59页。

酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。酸雨号称“毁林杀手”，它能使森林在短期内枯死，这是因为树木维持生命所必須的钙和镁大量流失而枯死。同时连续的酸雨会使土壤酸化而不适宜作物的生长。在酸雨区域内,湖泊酸化,渔业减产,森林衰退,土壤贫脊,粮菜减产,建筑物腐蚀,文物面目皆非。...酸雨对树木和土壤的危害第二十二页，共59页。第二十三页，共59页。第二十四页，共59页。第二十五页，共59页。据统计，欧洲中部有１００万公顷的森林由于酸雨的危害而枯萎死亡；意大利的北部也有９０００多公顷的森林因酸雨而死亡。在瑞典，２万多个湖泊因受酸雨的侵袭已无水生物生存；挪威有２６０多个湖泊鱼虾绝迹。１９８０年，加拿大有８５００个湖泊全部酸化，美国至少有１２００个湖泊全部酸化，成为"死湖"。酸雨的蔓延是全球环境十大问题之一第二十六页，共59页。酸雨还会对桥梁楼屋、船舶车辆、输电线路、铁路轨道、机电设备等造成严重侵蚀。据专家介绍，古希腊、罗马的文物遗迹风化加剧，罪魁祸首便是酸雨。在美国东部，约３５００栋历史建筑和１万座纪念碑受到酸雨损害。酸雨、尤其是酸雾会对人体健康造成严重危害。它的微粒可以侵入肺的深层组织，引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。据调查，仅在１９８０年，英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有1500人。第二十七页，共59页。北京一改百年无酸雨历史，已经由无酸雨区转而名列酸雨城市“黑名单”。北京80%的降雨都属于“酸雨”。酸雨能够腐蚀城市建筑物，钢筋、水泥、大理石在它“耐心”的浇淋下会如酥土般瓦解，同时，它对北京古建筑的影响更是致命的。第二十八页，共59页。我国是一个以煤炭为主要能源的国家，每年都要排放大量的二氧化硫，最终形成面积惊人的酸雨区。目前，我国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省，占我国国土面积的３０％。另外，我国还出现了大片的ＰＨ值小于４.５的重酸雨区，说明我国酸雨污染程度比欧洲和北美都要严重。

第二十九页，共59页。酸雨的防治①采用原煤脱硫技术，降低燃煤的含硫量。②优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。③改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。④对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。（目前多采用石灰法）上述的做法都是针对化石燃料含硫高，采取排放前的预防措施为主。那么对于已经出现的污染又如何治理呢？⑤发展洁净煤技术，开展煤的综合利用，如煤的气化和液化等。⑥调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，加快开发和利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能的新能源。第三十页，共59页。CaCO3+2H+====Ca2++H2O+CO2↑在瑞典，CaCO3粉末被喷洒到受酸雨影响的湖泊中，你能写出反应的化学方程式吗？第三十一页，共59页。（三）水体污染的危害与防治水体污染向水体排放的有害物质超出了水体的自净能力，破坏了水环境的机能，使水质恶化的现象称为水质污染。第三十二页，共59页。水中污染物的种类1、重金属污染2、植物营养物质污染3、石油泄漏、农药广泛使用、工业废水中的酸、碱、盐等对水体的污染第三十三页，共59页。

水中的重金属污染物主要包括：汞、镉、铅和铬，其主要来自化工、冶金、电子、电镀等行业排放的工业废水。它们能在生物体内积累，不易排出体外，当超过一定量后直接对机体造成毒害，因此危害很大。1、重金属污染第三十四页，共59页。更可怕的是，水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物：甲基氯化汞的毒性比氯化汞的更大！第三十五页，共59页。案例2－20世纪50年代，日本

日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。

当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名为“水俣病”。

1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

第三十六页，共59页。

这是汞化合物（氯化甲基汞（CH3HgCl））引起的著名环境公害病，两眼斜视、吞咽困难、阵发性抽搐、口腔张开而不能说话，有的小孩眯着眼睛发出狂笑，不能自已。症状严重的，可出现痉挛、麻痹、意识障碍等急性发作，并很快死亡。第三十七页，共59页。*痛痛病

继水俣病之后，日本又发现了一种怪病。患病初期，患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛,后来又发展为神经痛，及至骨骼软化、萎缩、自然骨折、在剧痛难忍中丧生。对死者尸体解剖发现，他们全身多处骨折，有的竟达到73处，身高也萎缩了几十厘米。这种病因不明的疾患，就被称为“痛痛病”。经过调查，痛痛病发生在日本富山县神通川下游镉污染地区，病因就是当地的居民长期饮用被镉金属污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的呢？原来，日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂，炼锌厂积年累月向神通川排放废水，其中含有大量的镉离子，于是镉便由食物链进入人体，积累了一定的数量最后引发了“痛痛病”。痛痛病事件从1955年一直延续到70年代。据统计，1963年至1979年共有患者130人，其中81人真的痛死了。第三十八页，共59页。第三十九页，共59页。*女儿国之谜

《西游记》中描写了唐僧一行西去取经路过女儿国的故事。众人不相信有其事，如果真如此，那么怎能繁衍后代？岂不是种族灭绝，国之不存了吗？曾在广东某一山区的村寨里，数年前连续出现的尽是女孩，人们急了，照此下去，这个山区岂不也变成女儿国了吗？有的人求神拜佛，也无济于事。有位风水先生开言道：“地质队在后龙山寻矿，把龙脉破坏了，这是坏了风水的报应啊！”第四十页，共59页。于是，迷信的村民千方百计找到了原来在此地探矿的地质队，闹着要他们陪“风水”。地质队又回到了这个山寨，进行了深入的调查，终于找到了原因，原来是在探矿的时候，钻机把地下含铍的泉水引了出来，扩散了铍的污染，使饮用水的铍含量大为升高，长时间饮用这种水，而导致生女不生男。后经治理，情况得到好转，在“女儿国”里又生出男孩了。第四十一页，共59页。2、植物营养物质污染——富营养化（思考：何谓植物营养物质）概念：氮、磷、钾等的一些微量元素，是植物生长所必需的养料，称为植物营养素。原理：蛋白质在水中分解的过程是：蛋白质氨基酸氨：2NH3+3O2===2HNO2+2H2O2NHO2+O2===2HNO3危害：形成赤潮赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类、和数量的不同，水体会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。第四十二页，共59页。水华

赤潮含P洗衣粉和化肥第四十三页，共59页。3、石油、高危化工品泄漏、农药的广泛使用带来的污染a.分解耗氧引起溶解氧下降；b.水表覆盖油污，使溶解氧下降；c.油污附在动物呼吸器官，引起窒息死亡。91年海湾战争，中东国家油库被损，原油泄漏至海湾，酿成了世界上最大的原油泄漏事件，不计其数的海洋生物死于这场非难。第四十四页，共59页。多瑙河污染

2000年2月12日，从罗马尼亚边境城镇奥拉迪亚一座金矿泄漏出的氰化物废水不可阻挡地流到了南联盟境内。毒水流经之处，所有生物全都在极短时间内暴死，迄今为止流经罗马尼亚、匈牙利和南联盟的欧洲大河之一－－蒂萨河及其支流内80％的鱼类已经完全灭绝，沿河地区进入紧急状态。这是自前苏联切尔诺贝利核电站事故以来欧洲最大环境灾难。第四十五页，共59页。05年11月13日13时40分左右，地处吉林省吉林市的中石油吉林石化公司101厂一化工车间连续发生爆炸航拍受污染的松花江第四十六页，共59页。超市供不应求，饮用水和饮料顷刻间被抢购一空哈尔滨市政府发布公告05年11月22日中午起全市停水4天第四十七页，共59页。三、改善水质最根本措施：控制工业废水和生活费水的排放可行的有效做法有：（1）重复使用废水，回收废水中的有用成分，减少废水排放量；（2）更新工艺，降低废水中的污染物浓度；（3）加强污水处理；（4）加强对污水污染源的监测和管理；污水处理的过程：

第四十八页，共59页。一级处理第四十九页，共59页。二级处理三级处理第五十页，共59页。三级处理：1、混凝法——明矾净水（十二水硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O

）主要原理：Al3++3H2O===Al(OH)3（胶体）+3H+

产生的Al(OH)3胶体带正电，而水中悬浮颗粒大多数都是带负电，当带负电的悬浮颗粒遇到带正电的氢氧化铝胶体时会凝聚，而达到净水的效果。2、中和法主要原理：通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法；常用试剂：碱熟石灰；酸硫酸和二氧化碳Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2OH2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O第五十一页，共59页。中和法注意事项：（1）对于高浓度的酸、碱废水，应先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸碱，节省资源，又保护环境；（2）用熟石灰处理污水，钙离子的浓度有所增加，水的硬度增大；3、沉淀法主要原理：加沉淀剂使金属离子形成沉淀的污水处理方法；如在含汞离子的水中加入硫化钠就可以使汞离子转化为硫化汞沉淀除去。Hg2++S2-===HgS4、氧化还原法主要原理：利用氧化还原反应除去水中有毒物质的处理方法；第五十二页，共59页。5、饮用水消毒主要作用：杀灭可引起霍乱、伤寒、痢疾等疾病的细菌；消毒原理：细菌属于微生物，其抗氧化性、耐温性都较弱，加入氧化剂或施加高温等均可使水无毒化；第五十三页，共59页。（四）氮氧化物的产生及转化呈现案例东起青海省的布伦谷，西至新疆巴音郭楞蒙古自治州南部的昆仑山支脉，有一条长约一百公里，宽约三十公里的大谷地，历来被人们称为“魔鬼谷”。这个谷地一遇到天气骤变，便会成为阴暗恐怖的“地狱”：平地生风，电闪雷鸣，尤其是滚滚炸雷，震得山摇地动，成片的树木被烧得身焦枝残。偶尔有误入其中者，往往因遭遇雷击而绝少生还。几百年来，这里被附近的牧民视为禁地。但是，奇怪的是这一谷地的牧草却生长茂盛。你能解开这一迷团吗？第五十四页，共59页。分析案例1.为什么会平地生风，电闪雷鸣？2.这一谷地的牧草为什么会生长茂盛？(这一问题是本节课要解决的问题)案例讨论

案例评价

第五十五页，共59页。（五）氯气的制备【呈现案例】据报载，非典时期，广州一家庭主妇在家中打扫卫生时突然晕倒，家人发现后将她