第二单元 水资源的合理利用优质教案设计

第二单元 水资源的合理利用

一、学习目标

1．了解世界以及中国的水资源状况，认识人类所面临的水资源危机，树立保护水资源的意识。

2．知道硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化煮沸法及离子交换法的原理。

3．了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂以及氯系消毒剂的作用原理。

4．认识水质评价的必要性，知道几种常见的水质评价标准，能应用pH试纸测定水体的pH。

5．知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。

二、课时安排

生活中的饮用水 ……………………………………………………… 2课时

水质评价与污水处理 ……………………………………………………… 1课时

三、教学过程

生活中的饮用水

【导入新课】 我们知道，水是人类社会赖以生存和发展的不可替代的自然资源，而且，我们这个星球被称为“水的星球”，水的总积体占全球总面积的71%，从这一点上，水，似乎是“取之不尽，用之不竭”的，而事实上是不是这样？（不是。）请说说你对水资源的理解。（提问几个学生，轻松谈论对水资源的理解，浅显的问题较易让他们投入到课堂的的学习中。）

【 师 】

今天我们主要来学习第二单元水资源的合理利用的第一节生活中的饮用水。

【 板书 】 §1.2.1 生活中的饮用水

【 师 】

生活中的饮用水包括井水、河水、湖水、自来水、矿泉水、纯净水等。在农村地区主要使用的是井水、河水、湖水等，这些水中含有较多的杂质，必须进行处理后才能饮用。天然水中的杂质通常分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。（参照教材P11表1-5让学生了解这些杂质主要包括哪些物质。

【 板书 】 1.天然水中的杂质分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质

【提出问题】

阅读并讨论教材P10、P11的“你知道吗？”栏目，并以以下这些数据为指引进行分析总结。对某城市自来水的水源水进行水质分析，得到如下数据： -1 浑浊度18度，有一定异味，pH为7.5，总硬度为300 mg·L，细菌总数1 mL水中含有150个。

(1)请对照附表3“生活饮用水水质标准”，分析该水源水的这几项指标是否符合要求；

(2)若该水源水的其他指标均符合要求，你认为将该水源水经过哪些工序处理后可得到自来水。

【 生 】

讨论，分析后可能得到如下结果：

(1)浑浊度为18，说明悬浮颗粒物超标，应将悬浮颗粒物沉降，并过滤。

(2)有异味，应选用有吸附性的物质(如活性炭)将异味除去。

(3)pH为7.5，符合水质标准。

(4)总硬度超标，应想办法降低硬度(由于学生无基础，无法思考出具体的方法)。

(5)细菌总数偏高，应进行杀菌处理。

【 板书 】 2.胶体净水的原理：（举例说明）

+3+2—

（1）KAl(S04) 2＝K+A1+2SO4

1

Al+3H20Al(OH)3(胶体)+3H

3+- （2）FeCl3＝Fe + 3Cl

3++ Fe+3H20Fe(OH)3(胶体)+3H

【 师 】

讲解用明矾净水，降低水体浑浊度的原理。

+3+2— 明矾溶于水后，发生如下电离： KAl(S04) 2=K+A1+2SO4

铝离子发生水解，生成具有吸附性的氢氧化铝胶体： Al+3H20Al(OH)3(胶体)+3H

氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮颗粒并一起沉降下来。

【 生 】

书写以氯化铁作净水剂时发生反应的离子方程式，以加深对净水剂净水原理的理解：Fe+3H20Fe(OH)3(胶体)+3H，

氢氧化铁胶体同样具有吸附性。

【 师 】

对于水中的细菌，我们可以利用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，杀灭水中的细菌。目前我国还有不少地区采用液氯来消毒，那么液氯消毒的原理是什么呢？

【 板书 】 3.液氯消毒的原理：Cl2+H20 HCl+HClO 生成的次氯酸具有强氧化性，起漂白作用。

【 生 】

分析氯气的漂白原理： Cl2+H20 HCl+HClO 生成的次氯酸具有强氧化性，起漂白作用。

刚出厂的自来水中常含有少量余氯，它在配水管中停留，能有效地起到消毒杀菌的作用，主要是因为氯气与水的反应是一个可逆过程，当起消毒作用的次氯酸被消耗后，平衡向正反应方向移动，使次氯酸及时得到补充。

【 师 】

点评教材P12的“信息提示”栏目。要求学生课后自学教材P12的“拓展视野”栏目。

【 师 】

完成教材第13页“你知道吗”：水垢的主要成分是CaC03，可能是水中的含钙物质在加热条件下发生反应生成的。自来水中可能含有可溶性的钙及镁的化合物。我们将含较多钙、镁离子的水叫做硬水，不含或含较少钙、镁离子的水叫做软水。水的硬度太高的话会给我们的生活带来很多危害。

【指导阅读】

指导学生阅读教材P13的“检索咨询”栏目。

【 板书 】 4.硬水的软化

（1）硬水：含较多钙、镁离子的水；

（2）软水：不含或含较少钙、镁离子的水；

（3）方法：加热煮沸法、离子交换法

【提出问题】

那么如何对硬度较高的水进行软化？（解释：降低水中钙镁离子的含量就叫做硬水的软化。）

【 生 】

硬水软化的常用方法：加热煮沸法、离子交换法。

加热煮法的原理：若硬水中钙、镁离子以碳酸氢钙、碳酸氢镁的形式存在，可以通过煮沸使钙、镁离子软化为深沉除去。

Ca(HCO3)2

＝ CaCO3↓+ CO2↑ + H2O Mg(HCO3)2

＝ MgCO3↓+ CO2↑ + H2O MgCO3 + H2O ＝Mg(OH)2 + CO2↑

离子交换法原理：若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在，可以通过离子交换法+将其软化。当硬水通过磺化煤时，硬水里的钙、镁离子与磺化煤中的Na起离子交换作用，使硬水得到软化。

2++ 2NaR + Ca ＝ CaR2 +2Na

2++ 2NaR + Mg ＝ MgR2 +2Na

3++3++3++

2

【 生 】

1．通过以上分析，由学生自主完成，根据我国生活饮用水标准，自来水厂的净水流程主要分为以下几道工序：

二氧化氯发生器

加药 自来水管网

水源水（原水）→

一级泵站

→

沉淀池→

过滤池 清水池→二级泵站

2．学生课后调查我国农村地区主要采取的净水方法。

【

结 课

】

煤磺化再生由学生课后自学完成。本节课主要讲解了水的净化、消毒及硬水的软化。

水质评价与污水处理

【导入新课】 随着科技的发展和人们生活水平的提高，排放出的污染物也越来越多，导致水污染越来越严重，治理水污染迫在眉睫。对某一地区的河流湖泊中的水以及生产生活排放 的废水是否会影响到我们的身体健康，以及其他生物的生长，我们必须通过一个水质评价的过程，对不符合标准的水必须处理后才能使用。今天这节课我们就来学习水质评价与污水处理。

【 板书 】 §1.2.2 水质评价与污水处理

【 师 】 我们进行水质评价的时候主要要检测的项目为：水温、PH、导电率、固体悬浮物、溶解氧（DO）、化学需要量（COD）、生化需氧量（BOD）、一些有毒有害物质的浓度等。

【 板书 】 1.水质评价常见的检测项目：水温、PH、导电率、固体悬浮物、溶解氧（DO）、化学需要量（COD）、生化需氧量（BOD）、一些有毒有害物质的浓度等。

【 师 】

通过水质检测确定水体中的污染物和浓度之后，可以采用不同的处理方法，常用的方法有物理方法、化学方法、生物方法，其中化学方法应用最为广泛。

【 板书 】 2.污水处理的常用方法：物理方法、化学方法、生物方法

常见的化学方法包括：中和法、氧化还原法、沉淀法

【教师活动】 展示问题：某工厂的不同车间产生不同的废水，经分析可以发现，某种废水-1的主要成分为盐酸，浓度为0.01mol·L，另一种废水的主要成分为氢氧化钠，浓度为

-1O.002mol mol·L，请设计方案对这两种废水加以处理。

【学生活动】

学生讨论，设计处理方案。可能会设计出以下几个方案：

方案1：用碱性溶液(如氢氧化钠溶液)处理含盐酸的废水，用酸性溶液(如盐酸)处理含氢氧化钠的废水，处理完毕后排放。

方案2：将含盐酸的废水与含氢氧化钠的废水按一定比例(1：5)混合，处理完毕后排放。

方案3：按方法2进行处理，但处理完毕后回收废水中的氯化钠。

【教师活动】

总结：我们在处理废水时：一是要本着经济的原则，二是要注意回收处理产物。

以上利用酸碱中和反应处理污水的，方法称为中和法，中和法是一种常用的处理污水的方法。在以上方案中，无疑方案3最为合理，既没有用其他试剂，又注意到回收处理产物。 2+3+【教师活动】

展示问题：某工厂产生的废水中含有Cu、Fe，请设计方案进行废水处理。

【学生活动】

讨论、设计实验方案。可能会设计出以下几个方案：

2+2+ 方案1：可以向其中加入足量的铁粉，发生如下反应：Fe+Cu=Fe+Cu 将处理后的废水过滤，可得单质铜。然后再_向处理过的废水中加入氢氧化钠溶液，将

2+Fe转化为Fe(0H)3沉淀，Fe(0H)2易被氧化，转化为Fe(OH)3，过滤沉淀，即可实现污水的

3

处理。

方案2：向其中加入足量的氢氧化钠溶液，发生如下反应：

Fe+30H=Fe(OH)3↓ Cu+20H=Cu(OH)2↓

将反应生成的沉淀过滤，即可实现污水的处理。

【教师活动】

总结：大家在上面所使用的方法也是常用的处理污水的两种化学方法——氧化还原法和沉淀法。

【 结课 】 同学们课后自己按照我们今天所学的几种常见的化学方法论对教材P17“资料卡”栏目中的污染水处理方法进行分析。

——3+2+

4