2021年初中化学人教版九年级上册 第四单元 课题2 水的净化(导学案)

课题2 水的净化课题分析本课题围绕水的净化问题，将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地串起来，前半部分介绍含不溶性杂质水的净化方法，后半部分以硬水软化为例介绍含溶解性杂质水的净化方法。

其中过滤和蒸馏是初中化学中重要的实验操作技能，也是本课题中要重点学习的内容。

环节1 课前自学准备课题水的净化课型新授课教学目标知识与技能1.了解自然界的水和纯净水，学会沉淀、过滤、吸附等净化水的方法。

2.了解自来水净化的过程，体会化学知识在生活中的重要性，培养学生节水意识。

3.知道硬水与软水的区别，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。

4.了解蒸馏的基本操作技能。

过程与方法1.通过对硬水危害的了解与认识，讨论交流，让学生了解硬水软化的必要性，并学会区分硬水和软水。

2.通过对蒸馏实验的了解与认识，让学生明白蒸馏是四种净水方法中净化程度最高的。

3.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。

情感、态度与价值观1.用学到的化学知识解决生活中的一些问题，感受一杯净水来之不易，树立珍惜水、爱护水的思想。

2.通过水的软化处理，懂得卫生健康饮水和节约用水，体会化学在实际生活中的广泛应用。

3.通过探究活动(蒸馏)，培养学生科学探索精神。

教学重点1.沉淀、过滤、吸附等净化水的方法。

2.硬水与软水的区别。

3.蒸馏的净水方法。

教学难点1.过滤的操作方法，培养学生动手实验的能力。

2.知道硬水与软水的区别。

教具准备多媒体课件、水样（河水、自来水、蒸馏水）、明矾、活性炭、肥皂水、火柴、制取蒸馏水装置一套、铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等。

课前预习1.自来水净水过程：天然水→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→自来水。

2.过滤操作时要注意“一贴”“二低”“三靠”。

3.吸附：利用活性炭吸附水中的不溶性杂质和一些溶解的杂质，除去臭味。

4.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。

5.区别硬水和软水的方法：取样加入等量肥皂水，搅拌，如果有较多泡沫，没有浮渣的是软水，如果无泡沫有浮渣的是硬水。

6.硬水软化的方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法来降低水的硬度。

环节2 课堂教学展示新课导入［课件展示］洪灾图片［提问］1.洪灾过后，有些灾区自来水还没来得及恢复供应，面对污浊的河水，这些水可否饮用？为什么？［回答］不能，因为水中有杂质、细菌，饮用后会生病。

［提问］2.你有什么简单的办法能使浑浊的水变得清澈吗？［回答］可以把水静置一段时间。

可以用家里的棉布或纱布来过滤水。

（学生可能会有不同答案）［提问］3.肯定学生的回答，进一步问，这样得到的水就纯净了吗？［回答］不纯净，细菌、病毒，还有一些物质可能溶解在水中。

［讲解］由于种种原因，自然界的水里混有多种杂质、细菌和病毒，仅用静置、沉淀的方法，还不能将全部杂质去除，我们要选择卫生、健康、安全的饮用水，今天我们一起来学习怎样更好地将水净化。

进行新课知识点一、水的净化方法［提问］同学们知道我们所用的自来水的水源来自于何处？自来水厂是如何把浑浊的长江水净化为我们能饮用的自来水呢？［视频播放］自来水厂的净水过程影片。

（1）沉淀［演示实验］将所展示的2杯相同的浑浊的天然水中的其中1杯中加入明矾，并且进行搅拌，之后放置一会儿，观察现象。

［学生活动］请一位学生上台，观察并描述实验现象：加明矾的1杯水比没有加入的更加清澈。

［讲解］这2杯水放置一会，上层水会更清澈，这种方法称为沉淀。

没有加入明矾的方法，我们称为静置沉淀，而加入明矾的称为吸附沉淀。

明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，吸附其周围小的沉淀颗粒然后逐渐变成大颗粒，当达到一定重量时，沉到容器底部。

我们把明矾称为絮凝剂。

（2）过滤［提问］那么沉降下来的这些不溶性的杂质我们要如何将它们分离出来呢？请大家举出日常生活、生产中把固体和液体分开的实例。

备课笔记小组问题讨论：在自来水中投放氯气起什么作用？（为了杀灭水中的细菌）备课笔记知识拓展：过滤法是混合物分离的方法之一，适用于固体与液体的分离，两种固体的混合物（一种固体易溶于水，另一种固体难溶于水）常用加水溶解再过滤的方法分离。

过滤法是混合物分离常用的一种物理方法。

进行新课钙镁化合物，而含有较多可溶性钙、镁化合物的水我们称为硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水我们称为软水。

［小结］硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。

软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水。

［提问］我们要如何区分硬水和软水呢？［演示］在硬水和软水中分别加入等量的肥皂水，让学生观察实验现象。

［回答］［小结］硬水和软水的检验方法：将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水和硬水的试管中，搅拌，观察两试管中产生泡沫的情况，产生丰富泡沫的是软水，泡沫很少或不起泡沫，易起浮渣的是硬水。

［提问］硬水给生活和生产带来了哪些危害？［指导阅读］教材P76内容［讲解］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。

［提问］在生活中我们怎样可以使硬水变为软水？［讲解］使硬水转化为软水，生活中一般通过煮沸水降低水的硬度；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。

知识点三、蒸馏［视频播放］“蒸馏水的制作”的教学短片。

［介绍］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。

蒸馏也是一种混合物分离的方法，它是把沸点不同的物质从液态混合物中分离出来，是水的净化方法中净化程度最高的一种。

演示实验［实验目的］制取蒸馏水。

［实验步骤］在蒸馏烧瓶中加入约13体积的硬水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸，按如图所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气。

加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过支管直接流出。

弃去开始蒸馏出的部分液体，收集10mL左右蒸馏水后，停止加热，用肥皂水比较蒸馏前后水的硬度变化。

备课笔记小组问题讨论：硬水是混合物吗？软水一定是纯净物吗？（硬水肯定是混合物，软水一定不是纯净物）特别提醒：所用的肥皂水不要太浓，取用的水不能太少，以免出现分不清硬水和软水的情况。

知识拓展：煮沸硬水会形成水垢，水垢的主要成分是碳酸钙（CaCO3）和氢氧化镁［Mg（OH）2］,它们是由水中可溶性的钙、镁化合物受热分解以及与水作用生成的。

实验室制取蒸馏水的装置［实验结论］蒸馏前的水加入肥皂水后泡沫少，浮渣多，为硬水；而蒸馏后的水加入肥皂水后泡沫多而浮渣少，为软水。

蒸馏操作的注意事项：（1）加热时，烧瓶中应放入几粒沸石（或碎瓷片）防止加热时出现暴沸。

（2）加入的液体（硬水）不要超过烧瓶体积的时不要使液体沸腾得太剧烈，防止烧瓶中的液体通过导管进入试管里。

计不要插入液体中，应使温度计的液泡对准支管处，用于测量蒸气的温度。

蒸馏瓶加热时应垫石棉网，使其均匀受热。

（5）冷凝管中水的流向是冷水从下口察，产生大量泡沫的水是软水，不产生泡沫或产生泡沫很少且易起浮渣的水是硬水。

备课笔记要点提示：蒸馏是除去水中可溶的和难溶的杂质的净化方法，将水由液态变为气态再液化，杂质留在蒸馏烧瓶里。

所以蒸馏可降低水的硬度，所得的蒸馏水可以看作是纯水。

易错提醒：在水的净化过程中，只有投入化学物质（氯气、臭氧、二氧化氯等）进行杀菌消毒发生的是化学变化，其余过程（沉淀、过滤、吸附）均为物理变化。

经上述过程净化后的水仍是混合物，还含有一些可溶性的杂质。

教材习题解答练习与应用（P78）1.填空题(1)明矾可用于净水，是因为明矾溶于水生成的胶状物可以吸附悬浮于水中的杂质，使之从水中沉降出来。

(2)易生水垢的水中含可溶性钙、镁化合物较多，叫做硬水，这种水可以通过物理或化学方法转化成含可溶性钙、镁化合物较少的软水。

(3)对于静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏等净化水的操作，只能去除不溶性杂质的是静置沉淀、吸附沉淀、过滤；单一操作相对净化程度较高的是蒸馏；可以降低水的硬度的是蒸馏；综合运用沉淀、过滤、蒸馏几项操作净水效果更好，其先后顺序是沉淀、过滤、蒸馏。

2.下列关于过滤操作的叙述不正确的是（B）。

A.滤纸的边缘要低于漏斗口B.液面不要低于滤纸的边缘C.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边D.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁3.自然界中的水为什么大都不是纯水？解：因为自然界中的河水、井水、湖水、海水等天然水里由于含有许多可溶性的和不溶性的杂质，因此都不是纯水。

4.在生活中你见过(或使用过)哪些净化水的方法？解：过滤、蒸馏、静置沉淀……5. 搜集并分析下述有关资料中的一种或几种，从卫生、健康的角度对如何正确选择饮用水(自来水、矿泉水、纯净水、蒸馏水……)提出自己的看法或建议。

(1)市场上供应的各种饮用水(矿泉水、纯净水等)、饮水机的说明书、广告宣传品。

(2)报纸、杂志上有关饮用水卫生、健康的论述。

(3)不同地区一般饮用水来源(地下水、河水等)和水质情况；以及自来水的给水方式(水塔直接给水或水箱给水等)。

解：有关资料称“青少年应大量饮用纯净水”。

纯净水不含杂质，比较卫生；但作为生活饮用水，除清洁、无毒外，还应含有一些人体所需的营养成分，从健康角度讲，此话不妥。

难题解答例1 如图所示是某学生设计的过滤操作装置图。

（1）写出有标号的仪器的名称：A______________；B______________；C______________；D______________。

（2）图中有_______处错误，说明改正的方法：______________________ ________________________________________________。

（3）该学生在过滤操作后发现，过滤后的液体仍有浑浊现象，请你帮他找出造成此现象的两种可能的原因：①_________________；②_________________。

【解析】过滤操作的装置要符合“一贴、二低、三靠”的要求，熟悉如何使用各种仪器以及明确错误操作造成的后果。

【答案】（1）铁架台铁圈烧杯漏斗（2）1 待过滤的液体要用玻璃棒引备课笔记知识点拨：明矾是一种常用的净水剂，在水中形成胶状物，可对悬浮杂质进行吸附沉降，主要除去水中不溶性杂质，达到净水的目的。

方法点拨：过滤后，滤液仍然浑浊，可能的原因有：a.滤纸破损；b.过滤时液面高于滤纸边缘；c.仪器不干净等。

此时，应重新过滤，直到澄清为止。

难题解答流（3）①滤纸破损②过滤时液面高于滤纸边缘（其他合理答案也可）例2 下列方法可使海水转化为饮用水的是（）A.过滤B.静置沉淀C.活性炭吸附D.蒸馏【解析】蒸馏得到的是纯净水，可直接饮用，而过滤和静置沉淀只能除去海水中的不溶性杂质，活性炭只吸附部分杂质及气味，不能除去海水中溶解的盐，故经活性炭吸附后不能直接饮用。