初中化学第四单元 自然界的水课题2 水的净化教案及反思

水的净化

【教学目标】

1．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。

2．过程与方法：

（1）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；

（2）学习运用观察、比较、分析、归纳和总结等方法从实验中获取信息并进行加工。

3．情感态度与价值观：

（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，增强学习化学的兴趣。进而激发学生自主学习的热情和探究欲。

【教学重点】

1．纯水与自然水、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。

【教学难点】

过滤的操作方法，培养学生动手实验的能力。

【教学准备】

1．多媒体课件、水样（河水、自来水、蒸馏水）、明矾、活性炭、肥皂水。

2．铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、试管、酒精灯、玻璃片、滤纸、火柴、制取蒸馏水装置一套。

【教学过程】

备课资料：

1．悬浮物的清除

（1）沉降法为了清除原水中的泥沙、尘土、胶体等悬浮状的杂质，通常先采用沉降法，通过静置，借助重力使较大颗粒的悬浮物沉降，加以清除。

（2）絮凝法对于细微的悬浮物，单靠沉降无法快速分离除净。要加入适当的絮凝剂——能使溶胶等细微的悬浮物变成絮状沉淀的凝结剂，通过吸附作用，使细小颗粒的黏土、胶体等聚集起来；再经过化学黏结使聚集体变大，进一步形成絮状体，呈绒毛状，在重力的作用下发生共沉降，通过澄清或过滤而清除。

有机高分子絮凝剂的絮凝机理：当作为絮凝剂的高分子化合物的分子和悬浮微粒相接触时，絮凝剂的一个或多个基团吸附于悬浮粒子的表面，絮凝剂分子的其余部分留在溶液中。当一个絮凝剂的分子同时以多个基团吸附悬浮粒子时，把悬浮粒子聚集在一起，并因重力作用而沉降。

（3）过滤法通过各种方法沉降后的水，流过由细沙和活性炭等所组成的过滤池，滤去沉降下的固体。

2．硬水的软化

硬水经过技术处理使硬度降低或转变成软水的过程称为硬水的软化。

硬水软化的主要方法如下：

（1）加热法把硬水加热，使溶于水的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2转变为难溶的CaCO3、MgCO3从水中沉淀出来而清除。

Ca(HCO3)2====CaCO3+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2====MgCO3+CO2↑+H2O

（2）蒸馏法把水加热蒸馏，除去水中的钙镁离子，同时除去其他杂质。

（3）石灰苏打法加入石灰水或苏打Na2CO3中和碳酸氢盐，使钙镁离子转化为碳酸盐沉淀除去。

（4）离子交换法用离子交换树脂（磺化煤、沸石、高分子离子交换树脂等）除去钙镁离子。

3．纯水的制备

在一定程度上去除了各种杂质的水为纯水。

离子交换法主要去除水中的强电解质离子。水中还有弱电解质、溶解气体、各种胶体、有机物、微生物等杂质。

纯水生产的基本过程包括如下步骤：

（1）前处理包括絮凝、沉淀、过滤等使较大颗粒的杂质先行清除，减少后续处理工序的负荷。

（2）离子交换处理用离子交换技术除去水中溶解的离子性杂质。

（3）超滤膜处理清除水中微生物、有机物等杂质。

（4）半透膜反渗透处理除去溶解于水的蛋白质等极细的杂质。

（5）紫外线处理用以杀灭水中尚存的细菌、病毒等。

一、导入新课

导入一：展示学生收集的水样：自来水、纯净水、河水（受污染的水，带气味、颜色），请大家观察它们的区别。提出问题：我们怎样把这些浑浊的水变得较为纯净呢？这节课，我们共同来探讨一下水净化的一般过程。

导入二：自然界的水能直接饮用吗？如果不能，经过怎样的处理才能得到我们饮用的自来水？

二、推进新课

水的净化

［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。

［实验］净化桌上的一杯泥水（由于加了红墨水而显红色），加入明矾。

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，在一些农村饮用的井水就是通过加明矾净化的。

［提问］我们如何把这些沉淀和水分开？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］用沙漏勺子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。

［分析］实验室通常用过滤装置（展示事物）把不溶于水的物质和水分开。

［提问］比较过滤前和过滤后有什么变化？山泉水为何总是很澄清？

［回答］过滤后的水较澄清。当山泉水通过山上的小石块、沙层时，小石块、沙层起到了过滤的作用。

［过渡］过滤后的水仍为红色，如何把颜色去掉呢？

［展示］借助活性炭净水器示意图，简介活性炭。利用活性炭的吸附性，可以吸附水中一些溶解性的杂质。如除去色素和异味。

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呢？

［播放］自来水的净水过程。

［提问］经过上述处理过的水，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、过滤的方法只除去不溶性杂质，水中还有许多可溶性的杂质。生活中我们可能有这样的经验，经常用来烧水的水壶或装水的开水瓶结有一层黄色物质——水垢。这是因为水中溶有可溶性钙和镁的化合物，加热或放久了，这些化合物便会生成沉淀——水垢，像这样含有较多可溶性钙和镁化合物的水叫硬水。不含或含较少可溶性钙和镁化合物的水叫软水。

［提问］如何区分硬水和软水？

［回答］加肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水。

［总结］硬水的危害：

（一）既浪费肥皂又洗不干净衣服。

（二）锅炉里结水垢有爆炸的危险。

［分析］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。

［过渡］如果我们除去硬水中钙和镁的化合物，就可以使硬水转化为软水。生活中一般通过煮沸水降低水的硬度，同时也能达到杀菌目的。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。下面请同学观看“蒸馏水的制作”的过程（实验演示蒸馏水的制取）。

［分析］蒸馏的原理就是将液态的水加热变为气态水，再冷却为液态的水，这样水中溶解的物质就被除去了，使硬水能变为软水。

［提问］不同地方的水质是不一样的，水的软硬程度也是不一样的，长期饮用硬水对身体健康是有害的，那么长期饮用蒸馏水对身体健康是否有益呢？

［回答］对身体健康不利，虽然蒸馏水是安全卫生的，但缺少人体所需的微量元素，而自然界的水中含有不少微量元素。

［课堂练习］

（一）下列说法中正确的是（   ）

A．无色、无臭、清澈透明的水一定是纯净物

B．活性炭可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味

C．青少年长期饮用纯净水有益健康

D．使用硬水对生活和生产有益

（二）活性炭净水器可除去水中的臭味，是因为它具有（   ）

A．导电性

B．传热性

C．吸附性

D．氧化性

（三）对于静置、吸附、过滤、蒸馏等净化水的操作，

1．上述操作中，净化程度由高到低的顺序是_______________；

2．可以降低水的硬度的是_______________；

3．综合运用上述的操作，使净水效果更好，其先后顺序是_______________。