資源簡介

第四單元《自然界的水》教學設計
課題1 水資源及其利用
第2課時 水的凈化
課題1 水資源及其利用 課時 2 授課年級 初三
課標要求 1.了解吸附、沉降、過濾和蒸餾是凈化水的常用方法。 2.跨學科實踐活動：水質檢測及自制凈水器。
教材 分析 本課時將認識水的角度從社會方面轉入化學學科，以自來水廠水凈化過程為例，將沉淀、過濾、吸附和蒸餾等凈化水的方法有序地聯系起來，并介紹了分離混合物的一些化學實驗操作方法，其間也穿插著純水、軟水、硬水等概念知識。 2024版新教材在講解硬水和軟水時，重點關注了硬水的概念和危害，并解釋了如何降低水的硬水，讓學生知道如何趨利避害，正確利用水資源。 本課時中的過濾和蒸餾時初中化學中重要的實驗操作技能，也是本課時要重點學習的內容。
學情分析 對于本課時相關的知識，學生都有所了解或聽聞，但并不深入或學科關聯性不強。如知道天然水是混合物，水中有不溶性雜質和細菌，但不太清楚水中有可溶性雜質；知道生活用水來自自來水廠，但不了解自來水廠的具體生產過程；聽說過軟水、硬水，但對軟、硬水的區別和軟化水的過程與方法不太了解；接觸過生活中的過濾，但并不太清楚實驗室中過濾的具體操作和注意事項等。 本課時緊密聯系學生日常生活，所以在學習過程中，應調動學生的已有認知，加強學生的參與感，使學生對自然界的水、純水、硬水、軟水等有關水的認識不斷深化，逐步清晰。
教學目標 1.了解純水和自然水的區別，認識凈化水在生產和生活中的意義。 2.會用沉淀、吸附、過濾、蒸餾等凈化水的方法分析解決有關水的凈化問題。 3.知道硬水的危害，能用具體方法將硬水軟化。
教學重、難點 重點：水的凈化方法、原理、操作 難點：初步分離混合物的方法；過濾操作的注意事項。
核心素養 化學思維：通過比較、分類、分析等科學方法，了解沉淀、吸附、過濾、蒸餾等凈化水的不同。 科學探究與實踐：通過過濾、蒸餾等實驗，了解兩種凈化水的方法的作用和不同，掌握分離混合物的實驗方法，發展學生以實驗為主的分離物質的能力和科學探究能力。 科學態度與責任：通過對自來水廠凈水過程和凈水器的工作原理的了解，發展對物質世界的探究欲，保持對化學學習和科學探究的濃厚興趣；通過了解化學知識在水的凈化過程中的作用，對化學學科促進人類文明和社會可持續發展的重要價值具有積極的認識。
教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
環節一、 新課導入 【圖片展示】 1自然界的水——長江、黃河； 2.飲用水——自來水和礦泉水。 【講解】黃河和長江是中華文明的發祥地，也是我國的母親河，是我國現在飲用水的主要水源地。長江、黃河等天然水中含有很多雜質，有異味或雜色，屬于混合物。 【問題】我們日常生活中使用的自來水就是天然水經處理后送達千家萬戶的，那么天然水需要經過哪些處理方法將雜質去除形成自來水或礦泉水呢？
環節二、 水的凈化 【學生活動】分析自來水廠凈水的過程，梳理涉及的凈水方法。 【總結】自來水廠凈化水的大致流程：沉淀→過濾→吸附→消毒。沉淀時會加入混凝劑；吸附時會加入活性炭，消毒時加入各種殺菌消毒試劑。 【過渡】天然水需要經過多種操作才能形成自來水讓人們放心飲用，下面我們一一來了解下各種凈水方法的具體作用和操作。 【學生活動】分析天然水中含有哪些雜質？ 【總結】天然水中有落葉、泥沙等不溶性雜質，還會存在色素、雜質離子等可溶性雜質，另外還有很多細菌、病毒等微生物。 【討論】根據你的生活經驗，說一說天然水中的大顆粒狀不溶性雜質如何去除？ 【總結】大顆粒狀的不溶性雜質依靠自身重力作用，經靜置后沉降去除。 【講解】除了大顆粒狀的不溶性雜質，水中還會存在一些絮狀或質量較輕的雜質，無法依靠自身重力下沉，可以通過加入混凝劑，如明礬。 【實驗演示】明礬凈水。 【實驗總結】明礬等物質可以使水中懸浮的雜質較快沉降，使水逐漸澄清。 【學生活動】結合生活經驗分析，沉淀后的雜質該如何除去？ 【圖片展示】生活中的過濾器具，如漏勺、濾網等。 【總結】在凈化水的過程中，可以利用過濾的方法將沉降的不溶性雜質去除，在化學上將液體和固體分離的方法稱為過濾。 【演示并講解】過濾器和過濾裝置。 1.過濾器：濾紙的孔徑是1 m，可以去除絕大多數的不溶性雜質，另外還需要漏斗。將濾紙對折后再對折，把疊好的濾紙，按一側三層，另一側一層打開，成漏斗狀。把漏斗狀濾紙裝入漏斗內，濾紙邊要低于漏斗邊，向漏斗口內倒一些清水，使浸濕的濾紙與漏斗內壁貼靠。 過濾裝置：如上圖，除濾紙和漏斗外還需要燒杯、鐵架臺和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是引流，防止液體迸濺或沖破濾紙，鐵架臺用于固定漏斗，燒杯用于盛放過濾物和濾液。 【學生活動】觀看過濾操作的演示實驗，觀察并總結實驗操作的要點。 【總結】過濾操作要遵循：一貼、二低、三靠。 一貼：濾紙緊貼漏斗內壁。 二低：濾紙邊緣低于漏斗邊緣；濾液低于濾紙邊緣。 三靠：燒杯緊靠玻璃棒；玻璃棒緊靠在三層濾紙的地方；漏斗尖嘴端緊靠燒杯內壁。 【過渡】經過以上操作，只除去了泥沙等一些不溶性的雜質，還有一些可溶性雜質，如異味、色素等要常通過用活性炭吸附的方式除去。 【講解】活性炭、木炭等具有疏松多孔的結構，是常用的吸附劑，這類凈水試劑不僅可以過濾其中的不溶性物質，還可以吸附一些溶解的雜質，除去異味、色素等。我們生活中使用的凈水器，其中就使用了大量的活性炭。 【圖片展示】凈水器的工作原理和簡易凈水器。 【過渡】除了不溶性雜質和可溶性雜質，水中還存在很多細菌和病毒等，需要處理掉。 【學生活動】閱讀以下資料，了解自來水消毒常用的方法和原理。 【資料】自來水消毒常用的方法氯化法：氯氣溶于水，與水反應生成次氯酸和鹽酸，在整個消毒過程中起主要作用的是次氯酸。對于有生命的天然物質如水藻、細菌而言，它能穿透細胞壁，氧化其酶系統使其失去活性，使細菌的生命活動受到障礙而死亡。 【講解】除了氯化法消毒外，常用的消毒方法還有臭氧消毒、紫外線消毒、二氧化氯消毒等，這些消毒方法涉及的物質變化屬于化學變化。 【對應訓練1】（雙選）某同學模擬自來水廠將河水凈化，主要流程如下圖所示，下列說法不正確的是（ ） A．步驟①②可除去所有雜質 B．步驟③X試劑常用活性炭 C．步驟④應通入氯氣殺菌消毒 D．凈化后的水是純水 【對應訓練2】下列有關水的說法正確的是（ ） A.加入明礬可使水中懸浮的雜質沉降 C.凈水器中的活性炭可以吸附水中的所有雜質 B.水蒸氣變成液態水，分子間間隔增大 D.自來水廠凈水過程中只有物理變化沒有化學變化 【答案】1.AD 2.A 【學生活動】自來水是純水嗎？燒水的水壺中為什么會出現水垢？ 【總結】經沉淀、過濾、吸附后的水中仍含有很多的可溶性雜質，如可溶性的含鈣、鎂的物質。人們把含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水，不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。 【圖片展示】硬水和軟水的區別。 【學生活動】閱讀教材P88第二、三段，總結硬水的危害和降低水的硬度的方法。 【總結】使用硬水會給生活和生產帶來許多麻煩。如果用硬水洗滌衣物，既浪費肥皂也洗不凈衣物，時間長了還會使衣物變硬。長期飲用硬水會危害我們的身體。如果鍋爐用水硬度高了也很危險，因為結垢后不僅浪費燃料，還會使鍋爐內管道局部過熱，易引起管道變形或損壞，嚴重時還會引起爆炸。 在經過加熱或長期靜置后，可溶性鈣、鎂化合物會形成沉淀，進而使水的硬度降低。 【過渡】在化學實驗過程中，往往對水的凈化程度要求更高，自來水不能滿足實驗要求，可以采用蒸餾的方法獲取凈化程度更高的蒸餾水。 【演示并講解】蒸餾實驗裝置及操作流程。 【講解】蒸餾是根據物質的沸點不同而分離混合物的一種方法，是一種液體與另一種液體（或固體）分離時常用的方法，發生的一般是物理變化。蒸餾的產物是蒸餾水，屬于純凈物，所以蒸餾是水凈化程度最高的凈化步驟。 【對應訓練3】（2024·宜賓）水是一種寶貴的自然資源。下列凈化水的操作中，凈化程度最高的是（ ） A．沉淀 B．吸附 C．消毒 D．蒸餾 【對應訓練4】水是生命之源。項目式學習小組制作的簡易凈水器如圖所示。下列有關該簡易凈水器的說法正確的是（ ） A.能對水進行殺菌消毒 B.能除去水中的顏色和異味 C.能除盡水中的可溶性雜質 D.能將硬水軟化 【答案】3.D 4.B
課堂總結
板書 設計 課題1 水資源及其利用 第2課時 水的凈化 一、水的凈化方法： 沉淀（靜置、吸附：明礬，使不溶性雜質沉降） ↓ 過濾（除去不溶性雜質，操作要點：一貼、二低、三靠） ↓ 吸附（活性炭：疏松多孔，吸附色素和異味） ↓ 殺菌消毒（殺滅細菌、病毒等，化學變化） ↓ 蒸餾（水的凈化程度最高） 二、硬水和軟水 1.概念 硬水：含較多可溶性鈣、鎂化合物的水。 軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。 2.降低水的硬度的方法：加熱、蒸餾
教學 反思 本節課以如何使自然界的水變為自來水為主線，將沉淀、過濾、吸附和蒸餾等凈化水的方法有序地串起來，并介紹硬水和軟水的區別，硬水的危害以及如何將硬水軟化。通過講解自來水廠凈水過程，讓學生感受自來水的來之不易，培養學生愛護水資源、節約用水的意識。 過濾是初中化學中重要的實驗操作技能，也是本節課重點學習的內容。教學中可邊講解邊演示，再讓學生動手實驗。讓學生從實驗中更好地理解和總結出過濾操作的重點，并感受遵守實驗操作要求的重要性。

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