化學(xué)人教版高中必修1調(diào)查家庭所用燃料

教學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)查家庭所用燃料的性能、價(jià)格、資源蘊(yùn)藏情況及燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)家庭燃料的選擇及如何使其充分燃燒提出自己的看法（高一化學(xué)第21頁研究性學(xué)習(xí)的課題）一.教學(xué)目的：培養(yǎng)高中生在社會(huì)調(diào)查活動(dòng)中產(chǎn)生化學(xué)課題的“問題意識(shí)”方面的能力。對(duì)調(diào)查活動(dòng)的組織、材料數(shù)據(jù)記錄及調(diào)查表格設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練。讓學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，模擬地解決實(shí)際問題（STS教育）二.教學(xué)策略：第一階段:在活動(dòng)開場(chǎng)白上，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴”法激活學(xué)生的已有的經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生據(jù)個(gè)人實(shí)際，初步確定調(diào)查活動(dòng)的主題，進(jìn)一步產(chǎn)生探究的課題。第二階段:組織社會(huì)調(diào)查，發(fā)放調(diào)查調(diào)查表格并對(duì)重點(diǎn)作講解，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。第三階段：回收學(xué)生的作業(yè)（調(diào)查表格、總結(jié)、燃燒改良方案的設(shè)計(jì)），教師對(duì)活動(dòng)評(píng)價(jià)、總結(jié)。三.活動(dòng)記錄教案實(shí)錄（一）活動(dòng)第一階段教學(xué)過程記錄師：為了改變同學(xué)們單一的化學(xué)學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也為了豐富大家假日的生活，大家在“五一”假日中完成一個(gè)課外作業(yè)。請(qǐng)大家翻到化學(xué)課本第22頁，看到研究性學(xué)習(xí)的課題《調(diào)查家庭所用燃料的性能、價(jià)格、資源蘊(yùn)藏情況及燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)家庭燃料的選擇及如何使其充分燃燒提出自己的看法》（板書）家用燃料 品名性能價(jià)格資源蘊(yùn)藏燃燒產(chǎn)物的環(huán)境影響師：燃料在化學(xué)上的定義是什么？燃料可在狀態(tài)、是否再生等方面來分類，現(xiàn)在請(qǐng)大家發(fā)表看法。學(xué)生1：燃料的定義指可燃物，能與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)。燃料在狀態(tài)上分固體燃料、液體燃料、氣體燃料；還可分類為再生燃料、不可再生燃料，還有綠色燃料。（板書）固體燃料再生燃料燃料液體燃料燃料非再生燃料氣體燃料綠色燃料師：老師與大家共同探討題目中五個(gè)要求，首先我們著重探討家用燃料的性能，大家可以從哪些指標(biāo)來反映性能呢？學(xué)生2：燃料性能指易燃不易燃、火勢(shì)旺不旺、使用方便不方便。師：我們盡量用術(shù)語來描述燃料性能的幾個(gè)變量，大家可不可以表達(dá)出來？（教室中出現(xiàn)一段時(shí)間的沉默），那么老師給你們示范一下。（板書）易燃性發(fā)熱量便利性灰粉量（講解）這幾個(gè)術(shù)語可不可以概括剛才我們所描述的性能呢？（學(xué)生齊聲回答）：可以。師：同學(xué)們的家庭生活環(huán)境各有所不同，大家據(jù)個(gè)人的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)黑板上的五個(gè)要求談?wù)劯髯缘氖褂们闆r。學(xué)生3：我們使用最多燃料的是煤球，我們鎮(zhèn)是主要產(chǎn)煤區(qū)，煤價(jià)格較便宜，只是有的煤的煤火不旺，硫磺氣味濃，在冬天對(duì)室內(nèi)空氣污染重。據(jù)我父親說現(xiàn)在有能力的人都在搶挖煤炭，地下的煤脈越來越少。。學(xué)生4：我家使用液化氣，使用起來很方便，還比較清潔，火力猛烈。液化氣來源于石油，價(jià)格卻在不停上漲，現(xiàn)在主要用于洗浴的燃料，作為家用燃料的一種補(bǔ)充可以應(yīng)急。學(xué)生5：我家現(xiàn)在使用的是沼氣，用起來比較方便，幾乎不用買煤球作燃料。因?yàn)槲壹沂丘B(yǎng)雞戶，通過沼氣池可以處理大量的雞糞，同時(shí)為雞的青飼料提供大量的肥料。鄉(xiāng)政府為沼氣池的建造提供了材料。不足之處就是覺得冬天時(shí)氣量不是很充裕。學(xué)生6：我家住在林區(qū)，家境不太好，山上的樹杈、鋸木場(chǎng)的邊料是我家的主要的燃料，木料燃燒時(shí)煙大，灰多（特別是灶冷柴濕時(shí)候），不過柴火力大，木柴也屬于可再生燃料吧。學(xué)生7：談起木柴燃料，我想起來木炭也是家用的一種燃料，木炭火力大，煙少，在冬天鄉(xiāng)下人喜歡用作取暖之用，城市人也來收購。我家曾經(jīng)燒過木炭，要砍掉山上大量的硬質(zhì)灌木，而這些小雜木卻生長(zhǎng)的較慢、數(shù)量并不是很多。所以曾被林業(yè)站查過。學(xué)生8：稻草、稻谷殼也是農(nóng)家的一種燃料。學(xué)生9：油茶殼、茶餅也是農(nóng)家的一種燃料。學(xué)生10：如今摩托車已基本上普及了，成了城鄉(xiāng)人們的交通工具，因此汽油也是家用燃料。學(xué)生11：大城市使用的是水煤氣，象用自來水一樣的方便，老師能不能講講其中的知識(shí)。學(xué)生12：我聽說草原上的牧民將曬干的牛糞餅作燃料，是不是這樣，老師？（學(xué)生一起哈哈大笑）………（總結(jié)）老師我發(fā)現(xiàn)同學(xué)們的生活經(jīng)驗(yàn)竟如此的豐富，大家集思廣益地例舉如此多的家用燃料，讓我們總結(jié)一下。（板書）家用燃料農(nóng)作物石油其它煤、水煤氣木柴、木炭稻草、稻谷殼沼氣汽油、液化氣牛糞餅（下發(fā)社會(huì)調(diào)查操作辦法講義、調(diào)查活動(dòng)表格）活動(dòng)第二階段社會(huì)調(diào)查過程記錄活動(dòng)小組一調(diào)查記錄課題:木柴，一種源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的燃料[調(diào)查]情景一.我們發(fā)現(xiàn)學(xué)校的生活鍋爐邊堆積一大堆木柴，其中相當(dāng)數(shù)量是煤渣斑斑的坑木（煤礦井下拆下來的），也有新伐下的松樹，廚師正用木柴作鍋爐燃料，來產(chǎn)生蒸汽蒸飯、燒熱水。情景二。在學(xué)校食堂旁，還發(fā)現(xiàn)一臺(tái)舊的生活鍋爐，已經(jīng)銹跡斑斑。一打聽，已經(jīng)被燒壞，不能再用了。于是我們就用木柴的使用，訪談了鍋爐工。[采訪筆錄]學(xué)生1：師傅，我們鎮(zhèn)盛產(chǎn)煤，為什么你們的鍋爐不燃煤，而在燒柴呢？師傅：燒木柴比燃煤要便宜一些，我們燒的坑木是一種廢棄不用木柴，不燒掉也會(huì)白白的腐爛掉。學(xué)生1：我們?cè)趺匆部匆娔銈円苍跓缴峡诚碌乃蓸淠?？師傅：那是有時(shí)坑木量不夠。另外的一個(gè)原因是煤中含硫磺，會(huì)損壞鍋爐，我們?cè)瓉砟桥_(tái)鍋爐也是燒煤多（用手指了指），結(jié)果用不到三年就壞了，就是燃煤燒壞的。學(xué)生2：你們把山上的松樹當(dāng)木柴燒了，是不是違反了《森林保護(hù)法》？師傅（不悅）：我也不想燒木柴，因?yàn)闊静窕覠煷螅?、添柴的忙個(gè)不停，勞動(dòng)強(qiáng)度大……這事由食堂（承包）老板說了算……學(xué)生3：（打圓場(chǎng)）師傅您在鍋爐房很有經(jīng)驗(yàn)，您給介紹介紹煤與木柴燃料的好處與弊端。師傅：煤燃料燒水，鍋爐添完一次煤，可以用半小時(shí)以上，但硫磺味大，成本高，冬天花費(fèi)更大。木柴燃料火勢(shì)大，就是要不斷地添柴，灰、煙多些，最大好處沒有硫磺味，象這臺(tái)鍋爐燒了七、八年的時(shí)間還沒有出現(xiàn)什么故障?！璠調(diào)查總結(jié)]一．[問題發(fā)現(xiàn)]為什么木柴燃料不會(huì)損壞鍋爐，而燃煤的鍋爐的壽命相對(duì)較短？有科學(xué)原理嗎？二．[問題解釋]（分析）原煤中含有相當(dāng)硫元素，師傅指煤的硫磺味應(yīng)該是SO2氣體。化學(xué)反應(yīng)方程式：S+O2=SO2SO2會(huì)與煤中水汽結(jié)合生成H2SO3；化學(xué)反應(yīng)原理：H2O+SO2=H2SO3H2SO3等物質(zhì)與鍋爐壁上的氧化鐵反應(yīng)，形成可溶性的Fe2（SO4）3，反應(yīng)原理：H2SO3+O2+Fe2O3=Fe2(SO4)3Fe2(SO4)3長(zhǎng)久日久的形成，導(dǎo)致鍋爐壁慢慢腐蝕，直至出現(xiàn)穿孔鍋爐報(bào)廢。而木柴中含硫、磷元素極少，故生成S02、P2O5腐蝕物質(zhì)量少，對(duì)鐵制品腐蝕輕。故木柴燃料在生產(chǎn)實(shí)踐中，被工人總結(jié)為安全、經(jīng)濟(jì)。小組活動(dòng)二調(diào)查記錄課題：木柴，古老的建材燃料[調(diào)查]情景一.我們發(fā)現(xiàn),凡是歷史有上百年的老房(清朝年代),都是用青磚砌的,這些老屋的墻面是青磚砌的,地面也是用青磚鋪的,青一片的顏色構(gòu)成了山村的一道風(fēng)景.情景二.通過詢問上了年紀(jì)的老人,我們得知,青磚又叫柴磚,是一種用木柴燒制成的磚。而現(xiàn)在使用的是紅磚，是用煤作燃料燒制的。情景三.我們通過相同重量的鉛球(4公斤)在1.5米高空落下,來碰撞青磚和紅磚,發(fā)現(xiàn)青磚的強(qiáng)度比紅磚要低得多,并且青磚較不耐風(fēng)化,易剝落.[對(duì)老屋的考查]:并且我們鎮(zhèn)盛產(chǎn)煤。[提出問題]我們不禁要提出這么第一個(gè)問題：為什么青磚會(huì)呈青灰色？而紅磚卻顯得紅褐色呢？[實(shí)踐活動(dòng)]：經(jīng)化學(xué)老師的指點(diǎn)，我們查閱《十萬個(gè)為什么》及陶瓷工藝的資料書，我們得到如下的答案。[問題解釋]做磚的原料稱黏土，是含有一定量鐵元素和含較多碳元素的黑色腐殖質(zhì)泥土。木柴燃燒時(shí)，燃燒溫度低，且產(chǎn)生煙道氣含有碳黑成分，因此，黏土的燒制中有含的碳還原劑，呈還原氣氛，在燒制快結(jié)束后，工人會(huì)在磚上澆上水，使之較快降溫。這時(shí)，赤褐色的Fe2O3被還原為氧化亞鐵，故磚呈青灰色。而煤燃燒時(shí)溫度較高，煙道氣中還原性成分也較少，在高溫下黏土的碳在高溫被氧化，C+CO2=2CO,2CO+O2=2CO2；故黏土的鐵以Fe2O3形式存在，呈紅褐色。后來我們班的部分學(xué)生在參觀一家用稻谷皮（碾米廠剝下的大量稻谷殼）作燃料的磚廠，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品就是青磚，因此進(jìn)一步證明了木柴燒出的應(yīng)該是青磚。[問題發(fā)現(xiàn)]這使人要進(jìn)一步的探究，本地盛產(chǎn)煤，煤儲(chǔ)量豐富質(zhì)量也相當(dāng)好。[課題]為什么先人會(huì)用木柴來燒磚，而不用煤作燃料？[實(shí)踐調(diào)查]因素一：煤的開采難度較大，需要一定的資金，比較多的勞動(dòng)力投入，而在建國之前，整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)力水平都很低，開采出來的煤，因道路、交通工具等條件的限制，僅能依靠人力從山上挑下來。因此，在建國以前，煤并未被大規(guī)模的開采和使用。因素二：我們查閱了縣志，發(fā)現(xiàn)建國之前（1949年），整個(gè)縣的人口約2萬，只是現(xiàn)在的十分之一，因此我們可以想象當(dāng)時(shí)地廣人稀，大部分處于原始的未開發(fā)狀態(tài)。原始森林的覆蓋率應(yīng)該是極高的。（社會(huì)采訪中，一位80多歲的老人講，他年輕時(shí)虎豹在夜間多次涉過河來，叼走了村里豬圈里的豬。）同時(shí)我們考察老房時(shí)，隨時(shí)看到一個(gè)人用雙臂合抱不來的杉樹柱子。[問題解決]我們對(duì)青磚這種建筑材料的探究，初步證明了木柴在歷史上曾被廣泛用作建筑材料，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)木柴極易獲得，被我們的祖先就地取材地伐來，用作燒磚燒瓦的燃料。我們也推測(cè)，當(dāng)時(shí)每建成一座老屋，就會(huì)有一批驚人的樹木被消耗?；顒?dòng)小組三調(diào)查記錄課題:對(duì)改革燃料燃燒的方案設(shè)計(jì)（學(xué)生的調(diào)查報(bào)告）調(diào)查人：活動(dòng)小組三全體成員調(diào)查時(shí)間：2005年5月調(diào)查對(duì)象碾米廠作坊的老板調(diào)查提綱稻谷皮的月產(chǎn)量是多少？對(duì)環(huán)境的影響作用？稻谷皮有哪些用途？詢問碾米廠老板對(duì)稻谷皮作燃料的看法和意見？調(diào)查結(jié)果稻谷皮同樣含硫少對(duì)設(shè)備腐蝕小，可以代替木柴作燃料。碾米坊每天都會(huì)產(chǎn)生大量的稻谷皮，月產(chǎn)量在2~3噸。剝下來的稻谷皮干燥、呈顆粒狀、易燃。目前的稻谷皮沒有被大量的使用，被到處拋棄，污染環(huán)境。建議用稻谷皮代替木柴作燃