人教版（2024）九年级上册（2024）第四单元 自然界的水课题1 水资源及其利用第2课时教案及反思

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课题1 水资源及其利用
课时
2
授课年级
初三
课标要求
1.了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。
2.跨学科实践活动：水质检测及自制净水器。
教材
分析
本课时将认识水的角度从社会方面转入化学学科，以自来水厂水净化过程为例，将沉淀、过滤、吸附和蒸馏等净化水的方法有序地联系起来，并介绍了分离混合物的一些化学实验操作方法，其间也穿插着纯水、软水、硬水等概念知识。
2024版新教材在讲解硬水和软水时，重点关注了硬水的概念和危害，并解释了如何降低水的硬水，让学生知道如何趋利避害，正确利用水资源。
本课时中的过滤和蒸馏时初中化学中重要的实验操作技能，也是本课时要重点学习的内容。
学情分析
对于本课时相关的知识，学生都有所了解或听闻，但并不深入或学科关联性不强。如知道天然水是混合物，水中有不溶性杂质和细菌，但不太清楚水中有可溶性杂质；知道生活用水来自自来水厂，但不了解自来水厂的具体生产过程；听说过软水、硬水，但对软、硬水的区别和软化水的过程与方法不太了解；接触过生活中的过滤，但并不太清楚实验室中过滤的具体操作和注意事项等。
本课时紧密联系学生日常生活，所以在学习过程中，应调动学生的已有认知，加强学生的参与感，使学生对自然界的水、纯水、硬水、软水等有关水的认识不断深化，逐步清晰。
教学目标
1.了解纯水和自然水的区别，认识净化水在生产和生活中的意义。
2.会用沉淀、吸附、过滤、蒸馏等净化水的方法分析解决有关水的净化问题。
3.知道硬水的危害，能用具体方法将硬水软化。
教学重、难点
重点：水的净化方法、原理、操作
难点：初步分离混合物的方法；过滤操作的注意事项。
核心素养
化学思维：通过比较、分类、分析等科学方法，了解沉淀、吸附、过滤、蒸馏等净化水的不同。
科学探究与实践：通过过滤、蒸馏等实验，了解两种净化水的方法的作用和不同，掌握分离混合物的实验方法，发展学生以实验为主的分离物质的能力和科学探究能力。
科学态度与责任：通过对自来水厂净水过程和净水器的工作原理的了解，发展对物质世界的探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣；通过了解化学知识在水的净化过程中的作用，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
新课导入
【图片展示】
1自然界的水——长江、黄河；
2.饮用水——自来水和矿泉水。
【讲解】黄河和长江是中华文明的发祥地，也是我国的母亲河，是我国现在饮用水的主要水源地。长江、黄河等天然水中含有很多杂质，有异味或杂色，属于混合物。
【问题】我们日常生活中使用的自来水就是天然水经处理后送达千家万户的，那么天然水需要经过哪些处理方法将杂质去除形成自来水或矿泉水呢？
环节二、
水的净化
【学生活动】分析自来水厂净水的过程，梳理涉及的净水方法。
【总结】自来水厂净化水的大致流程：沉淀→过滤→吸附→消毒。沉淀时会加入混凝剂；吸附时会加入活性炭，消毒时加入各种杀菌消毒试剂。
【过渡】天然水需要经过多种操作才能形成自来水让人们放心饮用，下面我们一一来了解下各种净水方法的具体作用和操作。
【学生活动】分析天然水中含有哪些杂质？
【总结】天然水中有落叶、泥沙等不溶性杂质，还会存在色素、杂质离子等可溶性杂质，另外还有很多细菌、病毒等微生物。
【讨论】根据你的生活经验，说一说天然水中的大颗粒状不溶性杂质如何去除？
【总结】大颗粒状的不溶性杂质依靠自身重力作用，经静置后沉降去除。
【讲解】除了大颗粒状的不溶性杂质，水中还会存在一些絮状或质量较轻的杂质，无法依靠自身重力下沉，可以通过加入混凝剂，如明矾。
【实验演示】明矾净水。
【实验总结】明矾等物质可以使水中悬浮的杂质较快沉降，使水逐渐澄清。
【学生活动】结合生活经验分析，沉淀后的杂质该如何除去？
【图片展示】生活中的过滤器具，如漏勺、滤网等。
【总结】在净化水的过程中，可以利用过滤的方法将沉降的不溶性杂质去除，在化学上将液体和固体分离的方法称为过滤。
【演示并讲解】过滤器和过滤装置。
1.过滤器：滤纸的孔径是1 ųm，可以去除绝大多数的不溶性杂质，另外还需要漏斗。将滤纸对折后再对折，把叠好的滤纸，按一侧三层，另一侧一层打开，成漏斗状。把漏斗状滤纸装入漏斗内，滤纸边要低于漏斗边，向漏斗口内倒一些清水，使浸湿的滤纸与漏斗内壁贴靠。

过滤装置：如上图，除滤纸和漏斗外还需要烧杯、铁架台和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是引流，防止液体迸溅或冲破滤纸，铁架台用于固定漏斗，烧杯用于盛放过滤物和滤液。
【学生活动】观看过滤操作的演示实验，观察并总结实验操作的要点。
【总结】过滤操作要遵循：一贴、二低、三靠。
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。
二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；滤液低于滤纸边缘。
三靠：烧杯紧靠玻璃棒；玻璃棒紧靠在三层滤纸的地方；漏斗尖嘴端紧靠烧杯内壁。
【过渡】经过以上操作，只除去了泥沙等一些不溶性的杂质，还有一些可溶性杂质，如异味、色素等要常通过用活性炭吸附的方式除去。
【讲解】活性炭、木炭等具有疏松多孔的结构，是常用的吸附剂，这类净水试剂不仅可以过滤其中的不溶性物质，还可以吸附一些溶解的杂质，除去异味、色素等。我们生活中使用的净水器，其中就使用了大量的活性炭。
【图片展示】净水器的工作原理和简易净水器。
【过渡】除了不溶性杂质和可溶性杂质，水中还存在很多细菌和病毒等，需要处理掉。
【学生活动】阅读以下资料，了解自来水消毒常用的方法和原理。
【资料】自来水消毒常用的方法氯化法：氯气溶于水，与水反应生成次氯酸和盐酸，在整个消毒过程中起主要作用的是次氯酸。对于有生命的天然物质如水藻、细菌而言，它能穿透细胞壁，氧化其酶系统使其失去活性，使细菌的生命活动受到障碍而死亡。
【讲解】除了氯化法消毒外，常用的消毒方法还有臭氧消毒、紫外线消毒、二氧化氯消毒等，这些消毒方法涉及的物质变化属于化学变化。
【对应训练1】（双选）某同学模拟自来水厂将河水净化，主要流程如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．步骤①②可除去所有杂质
B．步骤③X试剂常用活性炭
C．步骤④应通入氯气杀菌消毒
D．净化后的水是纯水
【对应训练2】下列有关水的说法正确的是（ ）
A.加入明矾可使水中悬浮的杂质沉降
C.净水器中的活性炭可以吸附水中的所有杂质
B.水蒸气变成液态水，分子间间隔增大
D.自来水厂净水过程中只有物理变化没有化学变化
【答案】1.AD 2.A
【学生活动】自来水是纯水吗？烧水的水壶中为什么会出现水垢？
【总结】经沉淀、过滤、吸附后的水中仍含有很多的可溶性杂质，如可溶性的含钙、镁的物质。人们把含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。
【图片展示】硬水和软水的区别。
【学生活动】阅读教材P88第二、三段，总结硬水的危害和降低水的硬度的方法。
【总结】使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦。如果用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。长期饮用硬水会危害我们的身体。如果锅炉用水硬度高了也很危险，因为结垢后不仅浪费燃料，还会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还会引起爆炸。
在经过加热或长期静置后，可溶性钙、镁化合物会形成沉淀，进而使水的硬度降低。
【过渡】在化学实验过程中，往往对水的净化程度要求更高，自来水不能满足实验要求，可以采用蒸馏的方法获取净化程度更高的蒸馏水。
【演示并讲解】蒸馏实验装置及操作流程。
【讲解】蒸馏是根据物质的沸点不同而分离混合物的一种方法，是一种液体与另一种液体（或固体）分离时常用的方法，发生的一般是物理变化。蒸馏的产物是蒸馏水，属于纯净物，所以蒸馏是水净化程度最高的净化步骤。
【对应训练3】（2024·宜宾）水是一种宝贵的自然资源。下列净化水的操作中，净化程度最高的是（ ）
A．沉淀B．吸附C．消毒D．蒸馏
【对应训练4】水是生命之源。项目式学习小组制作的简易净水器如图所示。下列有关该简易净水器的说法正确的是（ ）
A.能对水进行杀菌消毒
B.能除去水中的颜色和异味
C.能除尽水中的可溶性杂质
D.能将硬水软化
【答案】3.D 4.B
课堂总结
板书
设计
课题1 水资源及其利用
第2课时 水的净化
一、水的净化方法：
沉淀（静置、吸附：明矾，使不溶性杂质沉降）
↓
过滤（除去不溶性杂质，操作要点：一贴、二低、三靠）
↓
吸附（活性炭：疏松多孔，吸附色素和异味）
↓
杀菌消毒（杀灭细菌、病毒等，化学变化）
↓
蒸馏（水的净化程度最高）
二、硬水和软水
1.概念
硬水：含较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
2.降低水的硬度的方法：加热、蒸馏
教学
反思
本节课以如何使自然界的水变为自来水为主线，将沉淀、过滤、吸附和蒸馏等净化水的方法有序地串起来，并介绍硬水和软水的区别，硬水的危害以及如何将硬水软化。通过讲解自来水厂净水过程，让学生感受自来水的来之不易，培养学生爱护水资源、节约用水的意识。
过滤是初中化学中重要的实验操作技能，也是本节课重点学习的内容。教学中可边讲解边演示，再让学生动手实验。让学生从实验中更好地理解和总结出过滤操作的重点，并感受遵守实验操作要求的重要性。