人教版九年级上册化学第4单元课题2《水的净化》电子教案

第四单元自然界的水
课题2 水的净化
一、知识与技能
1.知道纯水与天然水、硬水与软水的区别，并学会用肥皂水检验硬水与软水。

初步了解硬水的危害及硬水的软化方法。

2.了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。

初步学会过滤的操作方法。

二、过程与方法
1.学生在学习不同杂质的分离过程中，体会到针对不同杂质采取不同的分离方法。

2.学生通过对比实验，感受控制变量法在实验中的应用。

1.纯水与天然水、硬水与软水的区别。

2.沉淀、吸附、过滤和蒸馏等净化水的方法。

过滤的操作方法，培养学生动手实验的能力。

同学们，我们每天都要喝水，那么自然界的水是否能直接饮用呢？当然是不能的，因为在自然界的水中含有泥沙、腐殖质、藻类、细菌、浮渣，甚至可能含有某些对人体有害的污染物质，需要经过净化处理后才能饮用。

通过今天的学习，了解我们每天所喝的水是怎么制得的。

Ⅰ.水的净化方法
［提问］同学们知道我们所用的自来水的水源来自于何处？自来水厂是如何把浑浊的长江水净化为我们能饮用的自来水呢？
［投影］自来水厂的净水过程。

（1）沉淀
［演示实验］将所展示的2杯相同的浑浊的天然水中的其中1杯中加入明矾，并且进行搅拌，之后放置一会儿，观察现象。

［学生活动］请一位学生上台，观察并描述实验现象：加明矾的1杯水比没有加入的更加清澈。

［讲解］这2杯水放置一会儿，上层水会更清澈，这种方法，可以称为沉淀。

没有加入明矾的方法，我们称为静置沉淀，而加入明矾的称为吸附沉淀。

明矾在这个过程中所起的作用——明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，吸附其周围小的沉淀颗粒，然后逐渐变成大颗粒，当达到一定重量时，沉到容器底部，我们把明矾称为絮凝剂。

（2）过滤
［提问］那么沉降下来的这些不溶性的杂质我们要如何将它们分离出来呢？请大家举出日常生活、生产中把固体和液体分开的实例。

［回答］用漏勺将煮熟的饺子和汤分开；用地漏盖子将固体垃圾和水分开；用滤布把豆腐浆和豆腐渣分离；用沙层滤水等。

［提问］这些分开固体和液体的实例，有什么共同点？
［回答］都是用一种液体能通过，固体不能通过的物品，把固体和液体分开。

［讲解］实验室通常用过滤装置。

请同学们先仔细看一看自己的实验台上有哪些实验仪器和药品。

［演示实验］我们今天请同学们做过滤实验，由于这个实验是大家新认识的一个综合性操作实验，请同学们先观察老师做一遍。

（教师操作）［提问］请同学们结合教师的操作看教材P75图4-16，概括老师的操作步骤。

［回答］同学们先讨论，在教师的提示下概括出“一贴、二低、三靠”的操作步骤。

［提问］请同学们按照操作步骤自己做实验。

［学生实验］学生进行过滤操作，边实验边交流。

［提问］各实验小组将自己过滤的水与其他实验组的结果进行比较，请实验效果好的实验组组长介绍经验，请实验效果待提高的实验组组长分析实验失败原因。

［学生交流］学生发言，重点分析实验不成功的原因，并结合“一贴二低三靠”操作步骤强化知识。

［小结］操作注意事项：“一贴、二低、三靠”。

一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁，中间不要留有气泡。

防止液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去，使过滤的滤液浑浊。

二低：滤纸的边缘要比漏斗稍低，向烧杯中倾倒液体，液面要低于滤纸边缘。

防止液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去，使滤液浑浊。

三靠：倾倒液体的烧杯要靠在玻璃棒的中下部，使液体沿玻璃棒流入漏斗，如果不用玻璃棒引流，直接向过滤器内倾倒液体，容易使滤纸被冲破，液体溅出。

引流用的玻璃棒要靠在三层滤纸的一侧，防止其戳破滤纸。

漏斗下端的管口要靠在承接滤液的烧杯内壁上，防止滤液溅出。

注意：一次过滤所得的滤液仍浑浊时，应再过滤一次。

如果两次过滤滤液仍然浑浊，则应检查实验装置并分析原因，例如:滤纸破损；过滤时液面高于滤纸边缘；仪器不干净等。

（3）吸附
［提问］通过沉淀、过滤操作此时所得到的水是否为纯净物？
［回答］不是。

还含有一些可溶性杂质。

如：颜色、异味、一些可溶性的物质。

［提问］颜色和异味我们要如何除去呢？大家回想一下，我们家的冰箱里所放的除臭剂是什么？
［课件展示］活性炭净水器示意图,活性炭利用其自身疏松多孔结构，将有颜色和气味的分子吸附在其内，所以可以用于除臭和除颜色。

这种方法称为吸附。

［过渡］吸附能否除去水中所有杂质？经活性炭吸附后的液体是纯净物吗？Ⅱ.硬水和软水
［讲解］经过除颜色和异味的水，里面还会含有其他的一些可溶物，比方说钙、镁化合物，而含有较多可溶性钙、镁化合物的水我们称为硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水我们称为软水。

［小结］硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。

软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。

［提问］我们要如何区分硬水和软水呢？
［演示］在硬水和软水中分别加入等量的肥皂水，让学生观察实验现象。

［回答］
［小结］硬水和软水的检验方法：将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水和硬水的试管中，搅拌，观察两试管中产生泡沫的情况，产生丰富泡沫的是软水，泡沫很少或不起泡沫，易起浮渣的是硬水。

［提问］硬水给生活和生产带来了哪些危害？
［指导阅读］教材P76内容
［讲解］其实硬水的危害还远远不止这些，比如长期饮用硬度很高的水，人体健康也会受到影响，它可引起消化道功能紊乱。

另外，很多工业部门像纺织、印染、造纸、化工等部门，都要求用软水。

［提问］在生活中我们怎样可以使硬水变为软水？
［讲解］使硬水转化为软水，生活中一般通过煮沸水降低水的硬度；工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水；实验室中通常用蒸馏的方法以降低它的硬度。

3.蒸馏
演示实验
［实验目的］制取蒸馏水。

［实验步骤］在蒸馏烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸，按如图4-2-1所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气。

加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过支管直接流出。

弃去开始蒸馏出的部分液体，收集10 mL左右蒸馏水后，停止加热，用肥皂水比较蒸馏前后水的硬度变化。

实验室制取蒸馏水的装置
［实验结论］蒸馏前的水加入肥皂水后泡沫少，浮渣多，为硬水；而蒸馏后的水加入肥皂水后泡沫多而浮渣少，为软水。

蒸馏操作的注意事项：（1）加热时，烧瓶中应放入几粒沸石（或碎瓷片），防止加热时出现暴沸。

（2）加入的液体（硬水）不要超过烧瓶体积的2/3，加热时不要使液体沸腾得太剧烈，防止烧瓶中的液体通过支管进入蒸馏水中。

（3）温度计不要插入液体中，应使温度计的液泡对准支管处，用于测量蒸气的温度。

（4）蒸馏瓶加热时应垫石棉网，使其均匀受热。

（5）冷凝管中水的流向是冷水从下口进入，出水口在上方，以使水蒸气被充分冷凝变成液态水。

1.水的净化方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏。

其中蒸馏是净化程度最高的净水方法。

2.过滤操作要点：“一贴、二低、三靠”。

3.鉴别硬水软水的方法：加入肥皂水。

产生大量泡沫的水是软水，不产生泡沫或产生泡沫很少且易起浮渣的水是硬水。

4.硬水软化方法：煮沸、蒸馏。

教学板书
本节课围绕水的净化问题，将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地联系在一起，在探究中实践并巩固了过滤和蒸馏操作。

在活动探究中，对学生适当引导，鼓励动手，多给学生练习的机会；鼓励相互之间的合作和交流，以化学实验调动学生的学习热情。

类型一水的净化方法
例1净化水的方法有：①过滤、②加明矾吸附沉降、③蒸馏、④消毒、杀菌。

要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为(A) A．②①④ B．①②④ C．②④①③ D．①②③④
解析：①过滤能除去水中不溶性的固体；②加明矾吸附是把水中小颗粒杂质聚集成大的，以利于沉降；③蒸馏可得蒸馏水，成本高，自来水生产中无此步骤，且长期饮用蒸馏水不益于人体健康；④消毒、杀菌是使饮用水达到生化标准。

净化水的顺序一般是按净化程度由低到高的顺序排列，故其正确的顺序为②加明矾吸附沉降→①过滤→④消毒、杀菌。

类型二过滤操作
例2某校初中毕业化学实验操作技能考查中，小波抽到的试题是“水的净化”，请你与小波一起实验，并回答下列问题。

（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯，其中玻璃棒的作用是引流。

（2）小波按图4-2-2所示装置进行操作时，发现装置中存在一处明显的错误，该错误是漏斗下端管口没有紧靠烧杯的内壁。

纠正错误后，接下来的过滤操作可除去水样中的不溶性（填“可溶性”或“不溶性”）杂质。

类型三硬水和软水
例3科学家和医学家们调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高，长期饮用过硬或者过软的水都不利于人体健康。

下列说法正确的是(A)
A.肥皂水可区分硬水和软水
B.生活中常用蒸馏的方法降低水的硬度
C.硬水放一段时间就变成软水
D.凡是含有杂质的水就是硬水
一、当堂反馈
1.自来水厂水的净化过程中常需加入一种试剂，用于除臭味，该物质是(B)
A.漂白粉
B.活性炭
C.氯气
D.明矾
解析:活性炭有吸附性，常用于吸附水中的色素及异味。

2.净水操作中，相对净化程度最高的是(D)
A.吸附
B.沉淀
C.过滤
D.蒸馏
3.过滤是化学实验中的一项重要基本操作，其中不需要使用的仪器是(A)
A.量筒
B.漏斗
C.烧杯
D.玻璃棒
4.最近几年，中国灾害频发，洪涝地区的灾民用下列几个步骤将河水转化为可饮用水，以下处理过程顺序合理的是(B)
①沉降(用明矾) ②消毒、杀菌(用漂白粉) ③自然沉降④加热煮沸
A.③②①④
B.③①②④
C.③①④②
D.①③④②
5.（2015·福建漳州）可用于区分软水和硬水的方法是(C)
A.闻气味
B.看颜色
C.加肥皂水
D.过滤
解析：鉴别硬水和软水使用的是肥皂水，硬水与肥皂水混合有浮渣产生，而软水与肥皂水混合有泡沫产生。

6.（2015·广东）如图4-2-3是某同学所画的自制简易净水器示意图。

（1）制作材料：见图标注，则a是石英砂，b是活性炭。

（2）使用说明：使用一段时间后，有关物质吸附杂质已达饱和，这时清洗后可以继续使用的是纱布、石英砂和鹅卵石，需要更换的是蓬松棉和活性炭。

7.某城市住宅饮用水的处理过程如图4-2-4所示：
（1）步骤①网格净水原理类似于步骤③（填“②”“③”或“④”）。

（2）步骤②所起的作用是C（单选，填序号）。

A.杀死水中的细菌
B.减少水中氧气
C.使泥沙沉积至底部
D.分解有毒物质
(3)假如你是水质检验员，用简单的办法检验水样是否是硬水，可选用的试剂是肥皂水;若检验时发现水硬度高，你建议在饮用前可采取的处理办法是煮沸（或蒸馏等其他合理答案均可）。

（4）家庭净水器中含有大量的活性炭，活性炭起吸附作用。

二、课后练习
1.自来水的生产过程主要包括以下流程，其中包含化学变化的是(D)
解析：过滤是固液分离的操作，是物理变化；活性炭的吸附，没有新物质生成，是物理变化；杀菌、消毒通过强氧化性破坏细菌细胞结构或使蛋白质变性,故为化学变化。

2．2015年，我国西藏靠尼泊尔地区边界发生了多起地震，灾区饮用水被严重污染，为确保灾民的生活用水安全，急需对水进行净化处理。

下列措施中，不属于净水方法的是(D)
A．吸附沉淀 B．过滤 C．静置沉淀 D．加肥皂水
3．关于水的净化过程描述错误的是(C)
A．加入明矾使小颗粒凝聚
B．通入氯气杀菌、消毒
C．通过过滤装置除去可溶性杂质
D．通过活性炭吸附部分有害物质
4.河水因含有杂质而需要净化。

下列操作都是净化水的方法，其中一定需要加热的是(C)
A.过滤
B.吸附
C.蒸馏
D.沉淀
解析：蒸馏是让水变成水蒸气，而这个过程要吸热，所以需要加热。

5.（2015·甘肃酒泉）2015年3月20日联合国发布报告：到2030年，全球将有40%的国家和地区面临干旱问题。

节约用水和合理开发利用水资源是每个公民应尽的责任和义务。

下列关于水的认识正确的是(C)
A．过滤能除去天然水中所有的杂质
B．将活性炭放入硬水中可使其软化
C．工业废水要经过处理后再排放
D．过量使用农药、化肥不会造成水体污染
6．（2015·广东）水是生命之源。

下列关于水的说法正确的是(C)
A．澄清的矿泉水是纯水
B．过滤可以除去水中所有的杂质
C．肥皂水可鉴别硬水和软水
D．填埋垃圾不会导致水体污染
7．（2015·浙江衢州）目前许多学校安装了直饮水机，其主要工作流程如图4-2-6甲。

（1）①的作用是B。

A．杀菌、消毒 B．吸附杂质 C．蒸馏 D．过滤
（2）直饮水机使用方便：只要将它与自来水管网对接，截留清除水中的有害物质（如细菌等），便得到直饮水，直饮水属于混合物（填“混合物”或“纯净物”）。