课题1　常见的酸和碱优秀教案案例

课题2

水的净化

第

课时

1.知道纯水与天然水的区别. 2.了解吸附、沉淀、过滤等净化水的方法.初步学会过滤的操作方法.

通过对一杯浑浊天然水进行净化的实验探究,认识净化水的各种方法与净化程度.

1.感受一杯净水来之不易,树立珍惜水、爱护水的思想. 2.通过学生亲自参与水净化过程的实验探究,感受化学对生活、对社会的积极意义.

【重点】

纯水与自然水的区别;沉淀、吸附、过滤等净化水的方法. 【难点】

培养学生透过现象看本质的推理能力.

【教师准备】

多媒体课件、水样[河水(或湖水、井水等)、自来水、蒸馏水]、明矾、活性炭、肥皂水. 铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸. 【学生准备】

预习课文,了解家庭净水机的净水原理或者家庭可以使用的净水方法.收集水样:自来水、河水(或湖水、江水等).

导入一:

【展示】

鲁滨孙取泥水的图片:

【讲解】

俗话说:“人可三日无餐,不可一日无水”. 熟悉《鲁滨孙漂流记》这个故事的同学,有没有想过鲁滨孙流落荒岛,他只能从池塘中取得一些泥水,这些泥水可以饮用吗?他能否从中提取洁净的饮用水呢? 导入二:

【材料引入】

据新华网2015年2月11日报道,甘肃静宁县水污染:自来水中出现1厘米长虫子.在甘肃东南的这座山区县城,喝上一口干净水,如今几乎成了一种奢望.县城10公里外的东峡水库,原本是13万人口赖以生存的饮用水源,从去年开始水质一度降为劣Ⅴ类,而静宁饮水生命线“甘泉调水”,同样面临着严重的污染. 【展示】

自来水污染的图片:

[过渡语] 河水、湖水等自然水源中多多少少都会有一些影响我们健康的物质,那么在作为自来水供给千家万户之前我们需要对水做哪些净化处理呢?那么,就让我们来学习水的净化. 一、自来水的净化

思路一

【提问】

自然界的水有哪些?这些水如何处理才能安全饮用?家里饮用的主要是什么水? 【回答】

自来水、雨水、湖水、池塘水均可成为饮用水水源.家里饮用的主要是自来水. 【设疑】

自来水厂是如何把浑浊的水净化成我们家里饮用的水的呢? 【展示】

自来水厂的净水过程:

【提问】

通过观看自来水厂的净水过程,请大家说说自来水厂的水的净化都经过了哪些过程?用了哪些净水方法? 【回答】

取水→(加絮凝剂)沉淀→过滤→(活性炭)吸附→消毒→配水. 【提问】

通过观察自来水厂的净水过程,我们从中知道了净水的一些方法.其实在很多偏远的农村,饮用的还是井水甚至是河水.这样的水处在一个开放的环境当中,里面会有很多的杂质,那么,可以用哪些方法对水进行简单的净化呢?请同学们阅读教材内容来回答问题. 【回答】

加明矾. 【展示】

明矾晶体. 【讲解】

这是一杯被污染的水,我们可以用什么方法对它进行简单的净化呢? 【交流】

最简单的方法是静置一会儿,让不溶性杂质沉降到水的底部,这种方法叫静置沉淀.

除了明矾有吸附的作用,还可以用活性炭来吸附水中的杂质,活性炭一般可用来吸附有异味和有颜色的物质. 【展示】

活性炭净水器示意图:

【介绍】

活性炭有吸附作用. 【设疑】

用活性炭进行过滤有什么优点? 【小结】

吸附(除不溶性杂质、除异味、除色素). 【活动】

各组动手自制简易水过滤器;各组展示过滤器并互相评价. [设计意图]

学以致用,鼓励学生利用家中的物品组装简易水过滤器,把生活的体验用到化学学习中. 思路二

【提问】

浑浊的河水在静置一段时间后有什么变化? 【分析】

底部有沉淀,上面的水变得相对澄清,但仍有一些悬浮物存在. 【演示实验】

加入明矾净化桌上的一杯河水(由于加了红墨水而显红色). 【现象】

悬浮物沉到底部,水变得更加澄清. 【分析】

明矾溶于水生成的胶状物可以吸附水中的悬浮物,从而使其沉降到底部,我们把它叫做絮凝剂,在一些农村对饮用的井水就是通过加明矾净化的. 【展示】

借助教材75页图4 - 17的活性炭净水器示意图(课件投影),简介活性炭.利用活性炭的吸附性,可以吸附水中的一些不溶性和溶解性的杂质.如除去色素和异味等. 【活动】

学生动手将活性炭加入过滤后的水中. 【设问】

自来水厂是如何把浑浊的江水、河水净化为我们能饮用的自来水的呢? 【展示】

教材74页图4 - 14自来水厂的净水过程. 【提问】

经过上述处理的水,澄清透明,比较洁净,是不是纯净物?为什么? 【回答】

不是,水中还有细菌和一些可溶性杂质. 【分析】

通过沉淀、过滤的方法只除去了不溶性杂质,水中还有许多可溶性的杂质. 【讲解】

净化水首先从水库取水,取出来的水里面含有泥沙等一些不溶性的杂质,还有一些可溶性的杂质.那么怎样才能使它变澄清呢?最简单的方法就是静置,一段时间后水自然会变清,这种方法就叫静置沉淀.大的颗粒沉淀速度比较快,小的颗粒沉淀速度比较慢,加入明矾,溶于水后生成的胶状物吸附水中的悬浮物,会加快悬浮物的沉淀速度. 思路三

教师活动

学生活动

设计意图

【问题】

前几天让同学们对【汇报】

调查结果: 居民生活用水培养学“居民生活用水是怎样得到的”是经过下列过程得到的:河水(或江水、生的社进行调查.下面请同学们说说湖水等)→明矾凝聚静置沉降→过滤会活动调查结果. 沉降物→活性炭吸附→消毒→生活用能力和【讲解】

自然界中的天然水水. 养成关含有许多不可溶的杂质、可溶【活动】

阅读教材74页第一、二自注生活性物质、细菌等. 然段. 中化学【设问】

自来水厂的工作人【小结】

自来水厂净化水的过程和现象的员是怎样把它净化成自来水方法:取水→(加絮凝剂)沉淀→过滤习惯. 的? →(活性炭)吸附→消毒→配水.

【活动探究】

向一个盛有河水的烧培养用杯中加入明矾,和另一杯河水对比,观实验解【设疑】

想把河水净化,需经察现象,讨论加明矾的作用. 决问题过哪些处理?实际净化前先加【汇报】

活动结果:加明矾的烧杯中的学习絮凝剂,为什么? 的河水上层变澄清了,下层有沉降物方式,培【总结】

明矾有吸附作用. 析出.说明明矾有凝聚悬浮物的作用,养表达可做净水剂. 能力. 二、过滤

思路一

【提问】

通过静置的方法只能使水中的杂质沉降到底部,不能将水中的不溶性杂质除去,如果想将水中的不溶性杂质和水分开,该怎么办呢?同学们可以联系我们的实际生活,想一想生活中我们将固体和液体分开的实例. 【回答】

用渔网捞鱼、用漏勺捞饺子……

【讲解】

在实验室中可以用相似的方法将固体和液体分开,我们把这样的方法叫过滤.用过滤的方法净水,就得用到过滤器. 【板书】

过滤: 把不溶于液体的固体物质和液体分离的方法. 【演示实验】

制作过滤器:取一张圆形滤纸,按照教材75页图4 - 15折好后放入漏斗,使之紧贴漏斗壁,并使滤纸的边缘略低于漏斗的边缘.用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁间无气泡(否则会影响过滤速度).架好漏斗之后使漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁.过滤时,盛浑浊液的烧杯口紧靠玻璃棒,并且玻璃棒要轻轻斜靠在三层滤纸的一边,过滤器中的液面始终要低于滤纸的边缘.

【提问】

为什么玻璃棒不能靠在一层滤纸处呢?

【学生】

因为靠在一层的一边容易弄破滤纸,影响过滤效果. 【讲解】

过滤实验的要点. 一贴:滤纸紧贴漏斗壁. 二低:滤纸的边缘要低于漏斗口的边缘. 过滤器中的液面要低于滤纸的边缘. 三靠:漏斗口的下端管口紧靠烧杯内壁. 盛浑浊液的烧杯口要紧靠玻璃棒. 玻璃棒要轻轻斜靠在三层滤纸的一边. 【活动】

让学生比较未经处理的天然水和经过处理的水,看看它们的清澈程度有什么差别. 在做实验的同时,让学生思考如果经过过滤得到的滤液仍然浑浊可能是什么原因造成的,应该如何处理. 【讲解】

①沿漏斗壁倾倒液体;②液体倒入太快,超过滤纸边缘;③原液溅入烧杯中;④烧杯中有污垢. 思路二

教师活动

学生活动

设计意图

【引导】

引导学生说出水中含有泥沙等对河水进行过滤,并和老不溶性杂质以及其他可溶性杂质. 师一起归纳过滤操作中的【问题】

怎样把河水中的沉降物除去? 注意事项:一贴、二低、三【讲解】

除去河水中的尘土、泥沙等不靠.一贴:滤纸紧贴漏斗壁,通过过滤溶性杂质常采用的方法是静置沉淀、过且无气泡.二低:滤纸边缘操作,培养滤. 低于漏斗边缘,漏斗内液学生的实【活动】

利用所给仪器,对河水进行过面低于滤纸边缘.三靠:烧验操作能滤,并归纳过滤操作中的注意事项. 杯口靠紧引流的玻璃棒,力. 【思考】

①怎样折叠滤纸?②怎样组装过玻璃棒的一端斜靠在三层滤器?③怎样正确地进行过滤操作?④过滤纸的一边,漏斗下端紧滤时,若滤液过多而超出滤纸边缘或滤纸靠烧杯内壁. 被划破怎么办?

[知识拓展]

过滤

溶剂和溶质的分子或离子能透过滤纸,不溶性原理

的固体不能透过滤纸而留在滤纸上

适用

分离不溶性固体和液体的混合物或除去混合范围

物中的不溶性杂质

方法

用过滤器进行过滤

举例

粗盐提纯

1.自来水厂净水过程

原水→静置沉淀→反应沉淀→过滤→吸附→消毒→生活用水

2.生活用水的净化操作

①静置沉淀:利用难溶物的重力作用沉淀于水底,这样的净化程度较低. ②吸附沉淀:加明矾等絮凝剂使悬浮物凝聚沉淀. ③吸附:加入活性炭,除去有臭味的物质和一些可溶性杂质等. ④过滤:把固体物质和液体物质分离.过滤操作的关键:一贴、二低、三靠.

1.下图是自来水厂净水过程示意图,其中除去水的异味主要是在

(

)

A.沉淀池

B.过滤池

C.吸附池

D.清水池

解析:沉淀池是沉淀不溶性杂质的,过滤池是除去不溶性固体的,活性炭能吸附异味、色素等物质,清水池是储存比较清洁的水的.故答案为C. 2.(2014·上海中考)河水净化的主要步骤如图所示.有关说法错误的是

(

)

A.步骤Ⅰ可除去难溶性杂质

B.X试剂可以是活性炭

C.步骤Ⅲ可杀菌、消毒

D.净化后的水是纯净物

解析:过滤能除去难溶性固体杂质,故步骤Ⅰ可除去难溶性杂质;活性炭具有吸附性,能除去水中的色素和异味;液氯能杀菌,故步骤Ⅲ可杀菌、消毒;纯净水是不含有杂质的水,经过这几步净化的水中含有可溶性杂质,不是纯净物.故答案为D. 3.(2014·厦门中考)浑浊的海水经如图净水器处理后,有关叙述正确的是

(

)

A.消灭了水中的细菌

B.所得的水一定是软水

C.能减少海水的异味

D.能得到纯净水

解析:杀菌消毒所用物质为漂白粉等,此装置中没有;把硬水软化的方法是煮沸或蒸馏,而此装置中没有;活性炭具有吸附性,能吸附水中的异味;纯净水是不含有杂质的水,而通过此装置后得到的水中含有可溶性杂质,不是纯净水.故答案为C. 4.小明参观某盐场,带回来一些盐田中盐堆旁的水样进行研究.请回答下列问题: 小明观察到自己带回的水样有些浑浊,要除去水样中的不溶物,应采用的方法是

.操作时应选择的仪器是玻璃棒、

(填下图中序号),此操作中玻璃棒的作用是

.

解析:要除去水样中的不溶物,应采用过滤的方法,过滤时要用到的仪器是玻璃棒、烧杯、漏斗和铁架台等,其中玻璃棒的作用是引流. 故答案为:过滤;b、h、i;引流

课题2 水的净化

第1课时

一、除去不溶性杂质的方法

1.静置,明矾有吸附作用. 2.过滤,一贴、二低、三靠. 二、除去可溶性杂质的方法

吸附,活性炭有吸附作用.

一、教材作业

【必做题】

教材第78页练习与应用的2、4题. 【选做题】

教材第78页练习与应用的3题. 二、课后作业

【基础巩固】

1.下图为自来水厂净水过程示意图,其中常用的絮凝剂是

(

)

A.氯气

B.活性炭

C.明矾

D.漂白粉

2.(2014·天门中考)如图装置中没有用到的仪器是 (

)

A.铁架台

B.烧杯

C.长颈漏斗

D.玻璃棒

3.在进行正确的过滤操作后,展开滤纸,难溶物在滤纸上的分布情况最接近图中的

(

) (大圈表示滤纸,黑色表示难溶物覆盖的区域)

4.自来水厂净水过程:天然水→加

→沉淀→

→

吸附→

→自来水.

5.下图是自来水厂净水过程示意图,试回答下列问题:

(1)自来水厂采用了哪些净水方法? (2)加絮凝剂(明矾)的作用是什么? (3)活性炭吸附池的作用是什么? 【能力提升】

6.如图为自来水厂净水过程的示意图,请判断净水过程中有化学变化发生的是

(

)

A.从水库取水

B.通过过滤池

C.通过活性炭吸附池

D.投药消毒

7.关于过滤操作的下列叙述中,不正确的是

(

) A.滤纸的边缘低于漏斗口

B.液面低于滤纸边缘

C.玻璃棒靠在三层滤纸一边

D.漏斗下端的管口置于烧杯的中间

【拓展探究】

8.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物.人们常戴上口罩以防止颗粒物进入肺部,戴口罩与下列过程的原理相似的是

(

) A.吸附

B.过滤

C.蒸发

D.沉降

9.过滤是化学实验中的基本操作. (1)做过滤实验时,发现过滤后滤液仍然浑浊.其原因可能是什么?(说出一种即可) (2)举出生产生活及实验中使用过滤的一个实例. 【答案与解析】

1.C(解析:氯气和水反应会生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可以消毒杀菌,不是絮凝剂;活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性;明矾溶于水后电离产生了铝离子,铝离子与水电离产生的OH-结合生成的氢氧化铝胶体可吸附悬浮杂质,加速其沉降;漂白粉具有消毒杀菌的功效.) 2.C(解析:由过滤操作装置图可知,该装置中没有使用长颈漏斗.) 3.A(解析:过滤器的制作过程是先将滤纸对折成半圆,然后折成四分之一圆,再制成一个圆锥形,且过滤时液面低于滤纸的边缘,所以难溶物在滤纸上的分布情况最接近于A项所示.) 4.絮凝剂;过滤;活性炭;投药消毒(解析:自来水厂净水时,常向天然水中加入明矾等絮凝剂,以加速沉淀,然后过滤除去不溶性的杂质,再利用活性炭的吸附性除去异味等,最后再投入药物进行杀菌消毒.) 5.(1)采用了沉淀、过滤、吸附的净水方法. (2)明矾溶于水形成的胶体能吸附悬浮杂质,加速其沉降.

(3)活性炭吸附池能滤去水中的不溶性杂质,吸附掉一些可溶性杂质,除去水中的异味等. (解析:(1)根据图示,自来水厂生产自来水时,使用的净水方法有沉淀、过滤、吸附等;(2)加入絮凝剂(明矾)的作用是吸附水中的杂质,使其沉降;(3)活性炭吸附池利用了活性炭的吸附性,可吸附一些可溶性杂质和异味.) 6. D(解析:从水库取水、通过过滤池、通过活性炭吸附池等过程中没有新物质生成,属于物理变化;投药消毒的过程中,一般是向水中加入氯气,氯气能和水反应生成盐酸和次氯酸,属于化学变化.) 7.D(解析:滤纸的边缘要低于漏斗口;液面低于滤纸的边缘;玻璃棒要靠在三层滤纸的一边;漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁, D错误.) 8.B(解析:戴上口罩以防止颗粒物进入肺部,相当于过滤.) 9.(1)滤纸破损、过滤时液面高出滤纸边缘、承接滤液的烧杯不干净.(任选一种) (2)用筛子筛米、筛沙子,粉丝厂用布袋过滤淀粉等.(解析:过滤法分离混合物要求一者可溶,一者不溶,可用于把固体与液体分离或把可溶的固体与不溶的固体分离.)

关于水的污染、水的净化,学生积累了很多成熟或不成熟的经验,充分利用学生的这些经验就可以将各个学生的原认知显现出来,再通过教师的引导、点拨、分析,以及师生之间的交流和学生之间的交流使学生的原认知得以完善和提高.先充分体现课堂教学的生活性,通过设计问题引导学生思考和探究,使学生积极地参与问题的研究. 从科学的知识体系看:水的内容贯穿在整个综合的知识体系中,无论从环境中的水,生物对水的吸收、利用和蒸腾,人体新陈代谢中的水,物理中的压强、浮力,还是化学中的溶液反应,均涉及水.所以,一方面让学生更深入地认识水,另一方面还要让学生学会全面地分析和认识在自然界中担任不同角色的千变万化的水.本课时在水的分布、组成、净化等内容的基础上,指导学生学习关于水的净化的知识和技能;从能力培养来看,属于“实验设计和实验操作能力”系列.其中常见的水的净化方法是教学重点.由于过滤和蒸馏等实验设计和操作要求比较严格,所以如何引导学生开展探究实验装置的设计,以及让学生学会规范化的操作都是教学中必须要面对的难题.

自来水的生产过程

众所周知,由于自然因素和人为因素,原水里含有各种各样的杂质.从水处理角度考虑,这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类.城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分,使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要.自来水厂一般采用常规水处理工艺,包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒几个过程. (1)混凝反应处理

原水经取水泵提升后,首先经过混凝工艺处理,即:

原水

+ 水处理剂

→ 混合

→ 反应

→ 矾花水

自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,整个称混凝过程.常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等.根据铝元素的化学性质可知,投入药剂后水中存在电离出来的铝离子,它与水分子存在以下的可逆反应:

Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H+

氢氧化铝具有吸附作用,可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结,再被吸附架桥,从而形成较大的絮粒,以利于从水中分离、沉降下来. 混合过程要求在加药后迅速完成.混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌,使药剂迅速均匀地散于水中.

经混凝反应处理过的水通过管道流入沉淀池,进入净水第二阶段.

(2)沉淀处理

混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀,这个过程在沉淀池中进行.水流入沉淀区后,沿水区整个截面进行分配,进入沉淀区,然后缓慢地流向出口区.水中的颗粒沉于池底,污泥不断堆积并浓缩,定期排出池外.

(3)过滤处理

过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒,从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等,使水澄清的过程.

(4)滤后消毒处理

水经过滤后,浊度进一步降低,同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附,为滤后消毒创造良好条件.消毒并非把微生物全部消灭,只要求消灭致病微生物.水经混凝、沉淀和过滤,可以除去大多数细菌和病毒,消毒则起了保证饮用水达到饮用水细菌学指标的作用,同时它使城市水管末梢保持一定余氯量,以控制细菌繁殖且预防污染.消毒的加氯量(液氯)在1.0~2.5 g/m3之间.主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡.消毒后的水由清水池经送水泵提升达到一定的水压,再通过配水管网送给千家万户. 在混凝过程中所加入的水处理剂,一般情况下都与原水的悬浮颗粒及胶体一起沉淀下来,从而不影响水出厂时的质量.那么,就只剩下氯气了.氯气消毒法是生产自来水的最后一个环节.往水里加氯气经反应后即可把水输送到市民家庭使用.如此,氯气是否会危害到我们的健康呢?

以下我们来重点研究氯气.

氯气(Cl2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,能溶于水,常温下1体积水能溶解2体积氯气.在相同条件下,氯气比同体积的空气重,标准状况下,它的密度为3.214 g/L.氯气容易液化,当压强为101.3 kPa时,冷却到-34.6 ℃,气态的氯就变成黄色油状的液态氯.液态氯继续冷却到-101 ℃,就变成了固态氯.氯气是一种有毒物质,对人体有强烈的刺激性,吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉头黏膜,并引起胸痛和咳嗽;吸入较多氯气会窒息致死.

把氯气加入水中,会发生以下反应:

Cl2 +H2 OHCl+HClO

因为消毒过程中氯气用量很小(一般在1 L水中仅通入约0.005 g氯气),在自来水中投入的氯气会完全与水反应生成其他物质,故可认为出厂的水中不含Cl2. 次氯酸(HClO)具有强氧化性,因此具有很强的杀菌消毒能力,是常用的消毒剂.次氯酸是一种弱酸,很不稳定,在光照条件下易发生以下反应: 2HClO2HCl+O2↑.

氯化氢(HCl)是无色而有刺激性气味的气体,它的密度比空气大,约为空气的1.26倍.氯化氢极易溶于水(0 ℃时,1体积水大约能溶解500体积的氯化氢).氯化氢的水溶液叫氢氯酸,俗称盐酸,是一种强酸,具有强的氧化性及腐蚀性.由于在生产水的过程中使用的氯气的量很少,产生的氯化氢的量微乎其微,且氯化氢是易挥发性气体,故煮沸了的水几乎不含氯化氢.