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视频标签：处理含有苯酚的,废水
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视频课题：人教版高中化学选修五第4章如何处理含有苯酚的废水-北京市 - 海淀区
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教学案例模版
教学案例基本信息
课 题 如何处理含有苯酚的废水
年 级 高二
模 块 有机模块
教科书版本及
章节
人教版选修五第三章第
1节第二课时
课 型
新授课■ 章/单元复习课□ 模块复习课□ 初/高三专题复习课□ 习题/试卷讲评课□
教学设计
1. 整体思路及背景简介
化学学科课程标准提出要认识酚的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用，结合生产、生活实际了解酚对环境和健康可能产生的影响，体会“绿色化学”思想在有机合成中的重要意义，关注有机化合物的安全使用。认识到有机化合物分子中基团间存在相互影响，并适当展开基于结构分析预测性质和反应的学习活动。
本节课以STS教学、真实问题情境驱动教学贯穿始终。引入社会性议题让学生关注社会问题并利用所学理性分析解决实际问题，注重培养学生的科学素养和社会责任。基于真实问题情境的创设，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神。此外设计层层递进的驱动型问题，引导学生发现问题，在交流、探究中解决问题，并进一步深化，将所得知识学以致用，培养学生的自主学习能力和科学探究的观点，充分调动学生的学习积极性，使学生参与到课堂学习中，关注学生发展。 2. 教学内容分析
《苯酚》安排在人教版选修5第三章第一节第2课时，与已学且具有相同官能团的《醇》安排在同一节，为结构、性质的对比学习提供了极佳的素材，可以帮助学生
更好地理解有机物基团间的相互影响，进一步凸显“结构决定性质、性质反映结构”的核心化学思想。本节课主要以如何处理含苯酚废水为主题，通过相关资料让学生了解含苯酚废水的污染情况及危害；利用已有知识解决生活中实际问题；通过对乙醇、苯与苯酚化学性质存在差别的原因进行分析，感悟基团之间存在相互影响；并利用苯酚的性质处理并检验含有苯酚废水。
教学重点:建立苯酚的化学性质与废水处理的关联，自主应用苯酚性质解决实际问题。 教学难点:有机物基团间的相互影响与苯酚性质的联系，利用苯酚的性质设计处理含有苯酚废水的合理方案。 2. 学习者分析
（1）已有知识：从知识层面看，学生对官能团决定有机化合物的化学性质、基团的相互影响有一定的认识。从能力层面看，学生具备一定的分析问题、解决问题、预测性质、知识迁移能力。通过调查问卷显示所有学生对苯酚的结构均已掌握，有80%的学生对于苯酚的性质掌握全面，而酚类与醇具有相同的官能团，通过类比的方法有65%的学生可以简单预测苯酚可能具有的性质。
（2）障碍分析：对酚羟基的酸性相对强弱(与碳酸和碳酸氢根的比较)及苯酚的三溴取代、显色反应等知识的理解还存在困难。
（3）待发展能力：通过实验探究现象对比，充分理解微观结构上苯环与羟基之间的相互影响，并利用所学苯酚的性质设计处理含有苯酚废水的简单方案，培养学生解决实际问题的能力。 4. 学习目标设计
通过真实问题情境的创设，激发学生学习兴趣，主动思考如何处理苯酚废水的。 通过资料信息以及实验探究，让学生掌握苯酚的化学性质，并能运用性质处理含有苯酚的废水，达到知识的迁移运用，培养学生“分析结构、预测性质、实验验证” 的学习思想，并且进行“宏观辨识与微观探析”、“实验探究与创新意识”的化学学科素养的渗透。
通过学习苯酚结构与性质的关系，帮助学生建立“有机物分子内基团之间的相互作用影响物质性质”的观念性认识,进一步丰富学生对“结构决定性质”学习思想的认识。
5.单元整体教学设计
6.1单课时教学活动过程设计 环节一 含有苯酚的废水从何而来？
资料1. 苯酚是重要的化工原料，在工业上的用途很广，主要用于生产酚醛树脂、双酚A、水杨酸和己内酰胺等化工产品及中间体，此外还可以用作溶剂、试剂和消毒剂等。以苯酚为原料的衍生物可用于医药、农药、香料、油漆、染料、炸药、石油添加剂、木材防腐剂、合成橡胶等的生产。
【阅读资料】了解苯酚的用途及其废水的来源。 【观看视频】苯酚废水造成的危害，理解处理苯酚废水的意义所在。
【设计意图】创设真实情景问题，促进学习方式转变，让学生由被动的接受转化为主动地获取。让学生体会到自己作为社会一员，有责任关注并理性分析身边的重大事件，充分了解苯酚的危害，理解处理苯酚废水的意义所在。 环节二 如何处理含苯酚的废水 【驱动性问题1】设计处理苯酚废水的方案，应从哪几方面考虑（结合资料2，3）？
资料2. 苯酚废水的浓度从几百毫克每升到几万毫克每升不等，浓度≥1000 mg/L 属于
6.2课堂学习评价设计
【学生活动】
自主发言，说出苯酚废水的主要来源及其危害。 （评价标准：学生是否将苯酚的用
途与主要来源、危害进行关联）
【小组讨论】 对于不同浓度的苯酚废水应采取不
同的解决方案。
高浓度苯酚废水。
资料3. 下表为25℃不同有机溶剂萃取苯酚时，苯酚在有机溶剂中的浓度和在水中的浓度之比（即分配系数）。
【设计意图】根据已知信息，让学生对于不同浓度的苯酚废水寻找不同的解决方案，培养学生提取信息的能力以及初步解决问题的简单思路。
【驱动性问题2】如何将有毒转化为无毒？请结合苯与羟基的性质，预测苯酚的化学性质？
资料4. 下表为不同物质的pKa值。
(pKa为酸的离解常数的负对数，其数值越大，对应的酸酸性越弱)。
【设计意图】根据已学羟基的性质，预测苯酚的化学性质；根据已知信息，得出基团之间的相互影响对苯酚性质的影响，以及利用苯酚的性质设计处理苯酚废水的方案。 【讲解】苯酚化学性质一、弱酸性
方案设计一：结合苯酚的广泛用途以及资源再利用角度考虑对于高浓
度苯酚废水应进行回收再利用。 方案设计二：从经济成本角度考虑对于低浓度苯酚废水应转化为无毒，达标合格后直接排放。 （评价标准：小组方案的设计是否从多方面进行考虑，如:资源利用、经济成本角度思考）。
【提取信息、预测性质】 预测1：苯酚与金属钠反应
（实验改进：对比无水乙醇和苯酚
的乙醚溶液与金属钠反应现象）
预测2：苯酚与Br2反应
物质
CH3
OH
溴的状态
反应条件 反应产物
物质 乙醇 苯酚
与钠反应现象 反应方程式 结论
有机溶剂 四氯化碳 苯 正己烷 酯类 分配系数
0.477
2.3
0.132
27-50
物质 乙酸 碳酸 苯酚 碳酸氢根 pKa
4.75
6.36
9.95
10.25
1. 苯酚电离方程式：
2. 请写出下列化学方程式（结合资料4）：
(1)苯酚溶液与氢氧化钠、碳酸钠反应方程式。 (2).苯酚钠溶液与盐酸、二氧化碳反应方程式。 苯酚化学性质二：取代反应 【思考讨论】对比苯、甲苯、苯酚与Br2的反应，你能得出什么结论？ 强调基团之间的互相影响
环节三 处理后的废水是否符合排放标准？
【驱动性问题3】 如何检验处理后的废水符合排放标准，对人体、环境不会造成危害（结合材料5，6）？
资料5. 我国苯酚废水排放(GB8978-1996)的三
级标准是1.0 mg/L，二级标准是0.4 mg/L，一级标准是0.3mg/L。在我们常使用的自来水、矿泉水中均含有符合国家安全规定三级标准(≤1.0 mg/L)的苯酚。
资料6. 苯酚和氯化铁溶液在室温下反应，可以生成一种紫色的配合物：
C6H5OH +Fe3+ (C6H5O)3Fe（紫色）+3H+ （观看实验视频：利用手持技术测定苯酚废水中苯酚残留浓度）
【设计意图】了解废水中苯酚的检验以及废水（评价标准：①能否将之前学习乙醇时，羟基的性质进行学以致用，
知识迁移；②是否关注到基团的不同所带来的性质上的差异，即基团之间的互相影响）。
【废水处理实验方案设计】 学生自主发言，根据苯酚的化学性质设计简易的实验方案。 （评价标准：方案设计的合理性、有效性）。
【学生活动】
通过资料阅读，观看实验视频，让学生改善自己的实验方案。 （评价标准：是否考虑到方案设计过程中对于处理后的废水是否达
标，如何从定性、定量角度分析）。
的排放标准，掌握苯酚的显色反应。了解如何利用手持技术定量测定苯酚含量。
【课外阅读】
【科研小论文】
学生课下了解前沿的苯酚废水的处理方法，分析处理办法的有效性。 （评价标准：①对于处理苯酚废水的原理分析，是否结合苯酚的性质去考虑；②课堂学习效果检测）。
7.板书设计、特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合案例的特色，可选择撰写）
（1）板书设计：
（2）特色学习资源：
以社会热点问题“如何处理含有苯酚废水”这一素材作为整节课的问题链，发展
方法名称 原理介绍 使用物质 特点
吸附法 用固体吸附剂，将流经废水中的有机物或无机物吸附 活性炭、煤渣、土壤等吸附塔、树脂 除去苯酚和重金
属离子，去除率≥99.5%，适用合
处理低浓度废水 萃取法 将不溶于水的溶剂投入废水中，以溶解废水中的溶质，利用溶质与水不互溶将其分离 常用萃取剂苯、甲苯、醋酸乙酯、湿润剂等 苯酚可回收、萃取剂再利用、脱
酚效率高，适合
处理高浓度废水 电化学法 利用电极的催化氧化将苯酚分解 电解槽、电极板、电源等 产物为CO2、H2O，不产生二次污染，处理设备简单，经济成本低，
但耗能高。 微生物燃料电池 利用厌氧微生物和苯酚废水构成电池反应，来降解苯酚
厌氧微生物、电极等 氧化法 加入氧化剂，将污染物质转变为无害物质：苯酚→苯醌类→醛酮类→羧酸类→CO2、H2O
氧化剂有O2、O3、Cl2二氧化氯、过氧化氢
无需加热，低浓
度废水处理，苯酚降解作用好
学生核心素养，开展素养为本的教学，在解决真实问题中提升学生“从宏微观结合的视角分析与解决实际问题”的能力，培养学生“运用化学反应原理解决实际问题”的能力，“对社会热点问题做出合理判断与决策”。 （3）技术手段：
①利用手持技术定量测定处理后苯酚废水中苯酚含量（观看视频），让学生从定性、定量角度理解含苯酚废水的处理。
②采用小组交流讨论式教学方式，结合实验探究（对乙醇、苯酚与金属钠的反应进行改进），多媒体辅助教学。
教学实施
1. 单课时教学实录
环节一 含有苯酚的废水从何而来？
【阅读资料】了解苯酚的用途及其废水的来源。
【观看视频】苯酚废水造成的危害，理解处理苯酚废水的意义所在。 【提问】根据资料和视频信息，说出苯酚废水的主要来源及其危害。
通过大家的交流回答，可以发现对于苯酚的用途，废水的来源以及危害，绝大多数同学都能理解掌握。那如何处理苯酚废水，使我们接下来需要解决的重要问题。 环节二 如何处理含苯酚的废水？
【驱动性问题1】设计处理苯酚废水的方案，应从哪几方面考虑（结合资料2，3）？ 【学生活动一】结合资料，让学生小组讨论对于不同浓度的苯酚废水应采取不同的解决方案。
第一小组、第三小组设计方案：
加入金属钠，让苯酚反应掉。（考虑到具体的反应，把苯酚转化成其他无毒的物质）。 第二小组设计方案：结合苯酚的广泛用途以及资源再利用角度考虑对于高浓度苯酚废
【学生回答】由于苯酚在生活中的用途非常广泛，因此在医药厂、农药厂和一些加工厂中都会存在苯酚废水，通过观看苯酚泄露的视频，发现苯酚对人体和生物、水体的危害非常大，觉得应该要及时处理这些工厂排出的苯酚废水。
水应利用有机溶剂进行回收再利用，避免资源浪费。（从物理角度考虑回收）。 第四小组设计方案：从经济成本角度考虑对于低浓度苯酚废水应转化为无毒。（从经济成本角度考虑将其转化）。
结合资料，大家对于苯酚废水处理的方案考虑的还是比较全面，经过第二小组的详细描述，我们也清楚了如何回收再利用，但是对于转化为无毒，究竟能不能处理彻底，还需进一步的检验。说到转化为无毒，那就得清楚苯酚的化学性质，接下来我们一起结合已学知识讨论预测苯酚的化学性质
【驱动性问题2】如何将有毒转化为无毒？请结合苯与羟基的性质，预测苯酚的化学性质？ 【学生活动二】
学生1：苯酚与金属钠反应（羟基的性质） 学生2：取代反应（羟基的性质） 学生3：消去反应（羟基的性质） 学生4：催化氧化反应（羟基的性质）
但最终通过小组分析，发现羟基相连的碳上没有氢原子，因此不能发生催化氧化反应，但是对于消去反应学生还是很难解释，存在一定的障碍。通过讲述，苯环上的π键与羟基氧原子形成的p-π共轭结构，结构稳定，让学生理解苯酚难以发生消去反应，与此同时让学生关注到了基团之间的相互影响对物质性质的改变。 【废水处理实验方案设计】
学生自主发言，根据苯酚的化学性质设计简易的实验方案。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
