专题4
硫及环境保护
第3单元
防治二氧化硫对环境的污染
本节教材位于专题四《硫及环境保护》的第三单元，在学习本节内容前，学生已经学习了有关二氧化硫及硫的化合物的知识，接触到了很多反应，对本节内容的学习有一定帮助。同时本节内容的学习能加深学生对环境保护的必要性及紧迫性的认识，使学生认识到化学与生活、生产、环境息息相关。
教学目标：1、了解二氧化硫的危害，掌握酸雨的形成过程及其防治方法；
会解决空气质量评价的相关习题；
掌握雾霾的相关知识。
核心素养：通过学习知识，结合生产实际，总结酸雨的形成及危害，使学生构建知识网络，加深对环境保护的正确认识。通过揭示问题、讨论释疑、学习对比等多种科学探究方法，使学生学会由事物的表象分析事物的本质和变化，提高学生能力。
1、掌握酸雨的形成过程及其防治方法；
2、会解决空气质量评价的相关习题；
学生复习上节课已学的内容，并预习本课内容；教师准备本节需要的多媒体课件。
【引入】展示二氧化硫对环境造成的污染的图片，思考如何利用SO2的性质和含硫物质的转化规律，
防治SO2对环境的污染？
【过渡】
思考：学生阅读课本内容，了解硫元素在自然界的循环过程，回答下列问题：
SO2的来源有哪些？
2、SO2的主要危害是什么?
【学生活动】回顾并完成：
化石矿物的风化分解、燃烧、火山爆发等
造成土壤酸化、酸雨等
【展示】SO2主要来源
主要来自化石燃料的燃烧
（2）含硫矿石的冶炼
（3）硫酸、磷酸、纸浆等工业排放的废气
【过渡】
“空中死神”——酸雨
思考：1、酸雨的危害有哪些？
2、酸雨是怎么形成的？
3、如何防治酸雨？
【讲解】酸雨的危害
1、影响水生物的繁殖；
2、使土壤肥力下降，逐渐酸化；
3、加快了桥梁、雕塑等建筑物的腐蚀速度。
【讲解】酸雨的形成
（1）SO2
+
H2O=
H2SO3
2H2SO3+O2=2H2SO4
（2）2SO2
+
O2
=2SO3
SO3
+
H2O
=
H2SO4
SO2
转化为SO3时需要催化剂，且催化剂来自于空气里烟尘中的金属氧化物
【讲解】酸雨的防治
我们知道引起酸雨的物质是：SOx（SO2和SO3）
那么，酸雨的防治，应该减少SO2的排放。减少SO2的排放的方法可以是：
（1）开发新能源，减少化石燃料的燃烧
（2）对燃煤烟气进行脱硫处理
【过渡】思考：实验室用哪种碱液吸收尾气SO2？
工业上选用哪种碱液吸收尾气SO2？
【学生活动】回顾并完成：
实验室用NaOH：2NaOH
+
SO2
=
H2O
+
Na2SO3
工业上选用Ca(OH)2
：Ca(OH)2
+
SO2
=
H2O
+
CaSO3
【讲解】工业上需同时考虑：环保、成本、工艺流程简单等因素。
【讲解】燃煤烟气脱硫
石灰石－石膏法
SO2
+
CaCO3
=
CaSO3+CO2↑
2CaSO3
+O2
=
2
CaSO4
氨脱硫法
SO2+2NH3+H2O
=
(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2
=
(NH4)2SO4
上述处理法既可以消除污染，同时可以得到石膏（CaSO4·2H2O）和硫酸铵（化肥）。
【过渡】思考：阅读课本，分析空气质量指数的标准是什么？
空气质量指数与空气质量的关系？
【讲解】空气质量指数（AQI）:是根据空气中的细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、SO2、NO2、O3、CO的浓度计算出来的数值。
空气质量指数越小，空气质量越好。
强调：颗粒物直径为2.5μm
1μm=1
10-6m
μm：微米
【过渡】思考：每天都更新的和发布的空气质量指数是如何确定的？空气质量等级如何确定？
【讲解】首先测定细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、SO2、NO2、O3、CO的浓度，再换算成对应的质量指数，其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物，其指数即为该地区的空气质量指数。
空气质量指数越大，空气质量等级污染程度越高。
【过渡】思考：近年来，我国许多地区受到了雾霾天气的干扰。那么，什么是雾霾？
【讲解】雾霾：大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中，这些颗粒物吸附空气中的水蒸气形成雾滴，是空气水平能见度小于10km，这种空气混浊的现象叫作雾霾。
颗粒物分类依据是颗粒物直径大小
颗粒物分类：分为细颗粒物（PM2.5直径<2.5μm）
和可吸入颗粒物（PM10直径<10μm）
【过渡】思考：分析图4-13、图4-14，了解、分析含硫物质的排放，与雾霾的形成有什么关系？
【讲解】常见细颗粒物（PM2.5）：燃烧颗粒、有机物、金属颗粒等，均可导致雾霾天气的形成，被人体吸收后，对人体健康造成极大危害。
SO2形成的硫酸盐物质（如CaSO4）在空气中可形成细微颗粒物，导致雾霾天气。
【讲解】从源头上解决大气污染问题，依靠绿色发展,
实现零排放，保护环境，刻不容缓。
本节课内容简单，学生接受起来比较容易。重点在于让学生树立环保意识，扩展学生知识。需要学生多对知识进行了解和记忆，并及时做练习进行巩固。4.3
防治二氧化硫对环境的污染
本单元从二氧化硫对环境的污染入手，讲解了硫酸型酸雨的形成、危害和防治酸雨的原理，进一步培养学生的环境保护意识，使学生形成与自然友好、促进可持续发展的正确认识，感受科学地使用化学物质的意义，能运用所学知识分析化学过程对社会可持续发展带来的影响，关心并能主动参与有关的社会性议题的讨论；树立风险评估和环境保护的意识，形成正确的化学价值观。
1、宏观辨识与微观探析：会从微观反应角度分析硫酸型酸雨的形成过程，树立风险评估和环境保护意识。
2、变化观念与平衡思想：了解自然界中的硫循环。
3、证据推理与模型认知：认识空气质量评价和空气质量指数。
4、科学探究与创新意识：能运用所学知识分析化学过程对社会可持续发展带来的影响，关心并能主动参与有关的社会性议题的讨论。
5、科学精神与社会责任：树立风险评估和环境保护的意识，形成正确的化学价值观。
了解自然界中硫的循环
酸雨的形成与治理、空气质量评价和空气质量指数。
相关图片、课件
复习引入：用化学方程式表示硫酸型酸雨的形成过程
PPT展示：途径一、2SO2
+
O2
?2SO3
SO3
+
H2O
==
H2SO4
途径二、SO2
+
H2O
?H2SO3
2H2SO3
+
O2
==
2H2SO4
学生活动：学生阅读教材第102页-107页内容。
思考：1、SO2的来源有哪些？
2、自然界中的硫元素是怎样循环的？
讲解：地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动，这些含硫物质不断地发生转化和转移，形成了硫在自然界中的循环。
板书：一、自然界中的硫循环
PPT展示1：
地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素，这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋，还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。大气中的SO2还可以被银杏、夹竹桃等植物吸收，而水体中的硫化合物可被浮游植物吸收、利用。硫元素可随着食物链从植物传递到动物体内，植物残体和动物的尸体、粪便等经细菌的分解，其中的硫元素又转移到土壤、水体和大气中。
PPT展示2：自然界中的硫循环示意图
过度：含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼和硫酸生产过程中均会产生一定量含二氧化硫的废气，若直接排放空气中，会导致严重的环境问题。在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件，比如伦敦、洛杉矶等地都曾是酸雨的重灾区，许多市民患病甚至死亡，建筑物被腐蚀，河流湖泊也受到污染。
板书：二、酸雨及其治理
硫酸型酸雨的形成
空气中的二氧化硫被降水吸收，生成亚硫酸，亚硫酸被氧化为硫酸，形成硫酸型酸雨。
空气中的二氧化硫在光照和烟尘中的金属氧化物等的作用下也可被氧化成三氧化硫，三氧硫溶于水生成的硫酸随雨水降落，形成硫酸型酸雨。酸雨的pH小于5.6，对环境造成危害。
PPT展示：酸雨的危害相关图片
酸雨的治理
治理关键：减少二氧化硫的排放。
方法：
①开发能替代化石燃料的新能源（如氢能、太阳能、核能等），减少化石燃料的使用
②对含硫燃料预先进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放，并对生产中产生的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
PPT展示实例：含二氧化硫烟气的脱硫
方法1：石灰石-石膏法
CaCO3
+
SO2
==
CaSO3
+
CO2
2CaSO3
+
O2
==
2CaSO4
方法2：氨脱硫法
2NH3
+
SO2
+
H2O
==
(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3
+
O2
==
2(NH4)2SO4
思考：
1、如何处理浓硫酸与铜反应的实验中生成的二氧化硫尾气？
2、工业上从生产成本角度考虑，如何从下表中选择吸收二氧化硫废气的工业用碱？
常见工业用碱
价格/（元·吨-1）
烧碱（NaOH)
1000~1500
浓氨水（NH3·H2O）
800~1100
生石灰（CaO）
230~500
熟石灰[Ca(OH)2]
250~800
板书：3、选择决策
原料易得，来源广泛、价格低廉，对环境无污染等
过度：空气污染是一个现代工业的焦点问题，那么，怎样获取空气质量状况的信息呢？
板书：三、空气质量评价
1、空气质量指数：根据空气中的细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。
讲解：空气质量指数越小，空气质量越好，对人体健康的危害就越小。
学生活动：阅读教材第105-106页内容。
2、首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
3、雾霾
PPT展示：PM2.5与PM10的大小、某地PM2.5的组成
讲解：防治大气污染必须从源头起，企业、社会组组和公众要共同参与环境治理。企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放；政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督，共同打赢蓝天保卫战。
本节课学习了自然界中硫元素的循环，二氧化硫带来的污染，酸雨的形成及治理和空气质量评价，通过本节课在一定程度提高了学生的环保意识，让学生在实际的生活中更加注意环保，能运用所学知识分析化学过程对社会可持续发展带来的影响，形成正确的化学价值观。
