第二单元 水资源的合理利用教学内容分析

苏教版

《化学与生活》

专题1 第二单元

水资源的合理利用

生活中的饮用水

金沙高级中学

吴艳

【学习目标】

1．知识与技能

（1）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。

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

（3）了解世界以及中国的水资源状况。

2．过程与方法

（1）通过分组实验让学生感知天然水和饮用水的差距，净水剂的作用原理，以及如何正确地去选择生活中的饮用水产品。

（2）通过分组实验和小组讨论，让学生体验在分工合作中解决问题的过程。

3．情感态度与价值观

（1）通过学生对天然水处理流程的亲身感知让学生体会化学就在身边，化学知识服务于生活和社会。

（2）通过对水资源现状的了解，认识人类所面临的水资源危机，树立保护水资源的意识。

【学习重点】自来水生产过程的一般工序，树立保护水资源的担当意识

【学习难点】明矾的净水原理和硬水的软化方法

【学习过程】

教师活动

学生活动

设计意图

1

【引入】展示一瓶天然水的水样

【介绍】水样的来源地——金坛钱资湖——金坛区的备用水源地。

【过渡】天然水和我们生活中的饮用水指标还有哪些差距？

【投影展示】课本附表3—生活饮用水水质标准中的感官性指标和化学指标

【引导】学生完成实验一~天然水初探

1、拿出水槽中的天然水样本，观察它的颜色、是否存在肉眼可见物、闻一闻它的气味

2、测量水样的PH值，并作好记录【设问】如何测溶液的PH？

【设问】天然水的PH值有没有达标？

【过渡】那天然水中还有哪些杂质？要怎样处理？

【投影展示】天然水中的杂质包括悬浮物质、胶体物质和溶解物质，以及每一类物质中所包含的具体物质

【设问】对于天然水中的悬浮颗粒物等大颗粒杂质如何去除？

【追问】直接过滤吗？

【设问】为何要加明矾，明矾有怎样的净水作用？下面我们通过实验来感知

【引导】学生完成实验二~明矾的净水作用

1、用药匙取少量明矾固体于小烧杯中，加入约20毫升蒸馏水溶解，并用激光笔照射

2、将明矾溶液加入一份水样中，充分搅拌，静置观察现象

【投影展示】天然水中加入明矾溶【观察】

【聆听】

【观看并思考】

【组内观察并交流】有一点异味，存在肉眼可见物

【回答】在表面皿上放一片干燥的pH试纸；用玻璃棒蘸取待试液滴到pH试纸上；把试纸与标准比色卡比较，读出溶液的pH

【分组实验，小组交流】pH值在7~8之间

【对比，回答】达标

【思考】

【回答】过滤

【回答】加明矾，再过滤

【思考并回答】加明矾后会形成胶体，胶体有吸附作用

【分组实验】观察到一条光亮的通路

【思考】明矾的作用，加明矾2 从本地的天然水着手，把学生带入到真实的情境中，激发学生的探究欲望。

调动学生的已有的生活经验和化学知识

亲自感受天然水的状态

将学生的已有知识付诸实践

让学生学会利用图表分析问题

给学生铺设台阶，帮助学生思考

激发学生对已有知识的深入思考

感受生活中的胶体

通过自己动手实验感知

液，充分搅拌，静置一段时间后的现象

【指导阅读】课本P11~明矾的净水作用

【归纳小结】常见的混凝剂及明矾的净水原理：

(1)明矾溶于水时发生电离：+3+2-KAl(SO4)2 = K + Al + 2SO4

3++（2）Al+3H2O ⇌Al(OH)3(胶体)+3H

胶体吸附水中的悬浮颗粒使之沉降

【设问】水中有没有胶体物质？如何设计实验验证？

【过渡】当天然水中加入混凝剂后，水中的悬浮物质和胶体物质凝聚在一起沉降过滤后，水中如果还有异味怎么办？

【投影展示】用活性炭吸附滴有蓝墨水的自来水的实验图片

【过渡】经过混凝吸附后的水是否就可以饮用了？

【设问】常见的消毒剂有哪些？

【设问】写出漂白粉在空气中生效的反应

【设问】写出自来水厂用液氯对水消毒的原理

【设问】为什么刚出厂的自来水中保持有少量的余氯，这样做有什么好处？

【讲解】由于余氯的存在，当HClO被消耗后，上述反应的化学平衡向生成HClO反应方向移动，使水中的HClO得到了及时补充。

【过渡】像漂白粉、液氯、二氧化氯均为氯系消毒剂，当然还有其他的消毒剂，如臭氧等。那在实际生产中厂家会选择何种消毒剂呢？

【投影展示】实际生产过程中自来水厂选用的消毒剂种类

【讲解】厂家在选择消毒剂的时候除了要考虑成本，还要考虑这些消毒剂的存放、制造、杀菌效果等问的意义

明矾的净水作用

【阅读并思考】

培养学生的自学能力

【聆听并记录】

加深学生对问题的理解

【回答】利用丁达尔效应

学以致用

，用激光笔照射。

【实验验证】

【回答】用活性碳吸附

回顾已学知识

【观察并思考】

直观感受活性炭的吸附

性

【回答】不行，还要经过消毒

处理

【回答】漂白粉、液氯、臭氧

调动学生的已有知识储

备

【书写反应原理】

Ca(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3↓

+2HClO

【书写反应原理】

Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO

将理论知识与实践相结

合

【聆听，思考】

【聆听，思考】

【观察并思考】

对所学知识进行归纳总【聆听，思考】

结

3

题。现在很多城市水厂选择的消毒剂为臭氧，很多城乡地区仍然选择液氯作为消毒剂，消毒剂的选择存在地区差异。

【设问】天然水到饮用水经历了哪些处理环节，自来水厂的一般生产流程是怎样的？

【小结并板书】自来水的生产流程：

沉淀→过滤→吸附→消毒

在沉淀这一步骤中要加入混凝剂使水中的悬浮颗粒物沉降，吸附过程中要加入活性炭去除水中的一些溶解性杂质并除去水中的异味，最后还要加入消毒剂对水进行杀菌消毒。

【过渡】经过上述工序处理后，再通过严格的检测，才是出厂的合格产品——也就是我们生活中的饮用水，那水中的可溶性杂质到底有没有减少，同学们可以通过水质检测笔检测一下

【引导】学生完成实验三天然水和自来水的水溶解固体含量（TDS)和电导率(EC)测定

1、将仪器的电极与水样至少接触10秒，待稳定后读数，作好记录

2、将仪器关闭，静待几秒后，再打开测下一个水样

3、Shift键为模式切换键，显示屏上标有EC字样的为电导率模式

【过渡】电导率也可反映水质的好坏，电导率的降低说明了可溶性离子杂质的减少，水中的某些离子含量因所处取区域而存在较大差异，这些地区的水还要经过进一步的深度处理。

【投影展示】新闻-水垢对电热水器的危害

【设问】水垢的成分是什么？

【补充】还有氢氧化镁

【设问】阅读教材P13－14，并和你的伙伴讨论下列问题：

1、什么是硬水和软水？

【思考】

【聆听并记录】

【聆听，思考】

【分组实验，小组交流】

自来水中的溶解固体含量和电导率与天然水相比有了较大幅度的下降

【聆听，思考】

【回答】碳酸钙

【自主阅读，组内讨论，小组汇报】

【回答】硬水：含有较多的Ca2+和Mg2+的水。

4

让学生通过实际操作所得直观数据加深对水处理过程的理解

激发学生对问题的深入思考

让学生体会小组合作，组内分享

【补充】水的硬度:是水的一种质量指标，它定量的表示水中钙盐和镁盐的含量。

【设问】2、你知道硬水有哪些危害？

【补充】如果没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱。

使用硬水洗衣服会降低肥皂的起泡能力，不但浪费肥皂而且难以洗净。

【设问】3、目前有哪些软化硬水的方法？

【补充讲解】硬水软化的方法根据钙盐、镁盐的阴离子不同而不同。若钙离子、镁离子以碳酸氢盐的形式存在，则采用煮沸法。若它们以氯化物的形式而存在则采用离子交换法。

【设问】煮沸法的原理？

【讲解】离子交换法原理

2 NaR+ Ca2+

=== Ca R2+2Na+

2 NaR+ Mg2+ === MgR2+2Na+

【投影介绍】阴、阳离子交换器

【设问】自来水出厂时已经达到饮用水卫生标准了，为何近年来净水器市场越来越火了？

【过渡】出于对水质的更高要求，越来越多的家庭选择终端的净水设备。不仅如此，市场上也有各种各样的饮用水产品，你会科学地选择

饮用水产品吗？

【引导】学生完成实验四~不同饮用水产品的TDS检测

用仪器对你桌上的3份未知水样进软水：只含有较少或不含有Ca2+和Mg2+的水

【回答】使用硬水洗衣服会降低肥皂的起泡能力，不但浪费肥皂而且难以洗净；锅炉用水硬度过高，管道内壁易结垢可能引起锅炉爆炸。

【回答】煮沸法和离子交换法

【回答】Ca（HCO 3) 2== CaCO 3↓+ CO2↑+H2O

Mg（HCO 3) 2== Mg CO 3↓+ CO2↑+H2O

Mg CO 3+H2O== Mg（OH ) 2+ CO2↑

【聆听，思考】

【讨论并回答】因为自来水从厂家出来后还要经过长长的输送管道才能到居民家中，有可能会引发二次污染。

【聆听并思考】

【分组实验，数据记录，小组汇报交流】

5

结合生活经验思考问题，知道化学与生活的密切关系

锻炼学生的自学能力

提升学生的表达能力和组内成员间的交流合作能力

锻炼学生的动手实验能力，小组合作能力

行TDS检测

，并作好数据记录

【小结】公布水样身份。TDS数据最小的是饮用纯净水；数据处于中间的是饮用天然水；数据最高的是饮用矿物质水。

【投影】介绍饮用纯净水和饮用矿物质水的成分特点

【投影介绍】水资源现状、我国在水资源保护和管理中所采取的的措施

【投影】钱资湖湿地公园随处可见的宣传标语

【投影】今年世界水日的主题和中国水周的主题

【课堂小结】本节课主要学习了天然水到自来水的处理流程，了解了硬水的软化方法，呼吁同学们节约和保护身边的水资源。

【作业布置】1、调查研究你家附近超市的饮用水产品种类，了解它们的成份。

2、对你居住地天然水取三份水样，观察它的颜色、是否存在肉眼可见物、闻一闻它的气味，测量水样的PH值。

【板书】

【聆听并思考】

【聆听并记录】

指导学生学会科学地选择生活中的饮用水产品

通过对水资源现状的了解，认识人类所面临的水资源危机，树立保护水资源的意识

巩固所学知识，并将所学知识用于实践

生活中的饮用水

①

混凝剂：硫酸铝、明矾、碱式氯化铝、

硫酸亚铁、氯化铁

明矾的净水原理：

+3+2-(1)明矾溶于水时发生电离：KAl(SO4)2 = K + Al + 2SO4

3++（2）Al+3H2O ⇌Al(OH)3(胶体)+3H

②吸附剂：活性炭

③消毒剂：漂白粉、液氯、二氧化氯

Ca(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3↓+2HClO Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO 自来水的生产流程：

沉淀→过滤→吸附→消毒

① ② ③

④硬水的软化方法：煮沸法和离子交换法

【教学反思】

对于学生而言，他们已经在高一知道了胶体的基本性质、了解漂白粉和氯气的消毒原理，这节课是在学生原有知识水平的基础上，对这些知识的整合和提升。如何对天然水中的杂质进行处理是这节课的主线，围绕这条主线，本人创设多个情境来调动和激发学生的学习兴趣和探究欲望。引入采用展示本地备用水源地的天然水样这样的真实场景将学生带入到真实的6

问题情境中激发学生的探究欲望；在混凝剂的教学中让学生自己去感受胶体的形成和明矾净水的过程；对于水中溶解性杂质的处理，为了让学生有感性和理性的认识，借助了水质检测仪（TDS）来测量水中的溶解性固体总量；最后还让学生利用水质检测仪检测了市售饮用水产品中的溶解性固体总量，指导学生学会科学地选择饮用水产品。

在授课过程中发现了一些问题，例如学生最后测出的数据有较大偏差，可能在仪器使用的方法上未指导到位，学生在测完水样后未将仪器进行清洗或仪器和水样接触的时间不够，都会影响到最终的结果。

最后在介绍水资源利用和保护问题时，时间有点仓促，如果改成知识竞猜或问答的形式，学生可能会更感兴趣。

7