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2019-2020年九年級化學上冊 4.2 水的凈化學案 新人教版 【學習目標】 1．了解純水與自然水、軟水與硬水的區(qū)別。 2．了解吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的方法。 【教學策略】 1．用教師教學用書中提供的VCD光盤，讓學生聽光盤中學生的介紹，闡述凈水過程中的主要環(huán)節(jié)，并展示水廠畫面。有條件的學?？山M織學生參觀水廠。 2．活動探究：教師演示過濾操作，邊講邊演示?；蛘呦冉處熓痉丁⒑髮W生操練，邊講邊實驗。在學生討論的基礎上教師歸納過濾操作的要點（編成“一貼二低三靠”口訣）。在展示教師自制的簡易凈水器后，簡介課外作業(yè)中學生自制凈水器的制作技巧。三天后集中評比，擇優(yōu)展覽。 在了解硬水、軟水的概念后重點掌握硬水與軟水最簡單的鑒別方法，并了解硬水的危害和軟化的方法（沉淀法、蒸餾法等）。 3．制取蒸餾水的兩套裝置比較（在溫度控制、能量利用、操作難易等方面進行比較）。 建議：比較凈化與軟化的異同，比較膠狀物吸附與活性炭吸附的不同。 【知識要點】 自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是純凈物。因其含有一定的雜質而影響人類的生活質量，給工農業(yè)生產帶來諸多危害。我們學習本課題內容，目的在于了解水凈化的重要意義，并學會根據人類的不同需要對水凈化的一些重要方法。學習中可根據身邊條件自制簡易凈水裝置并對普通水進行凈化，從而深刻理解水的凈化原理和實際意義。也可參觀自來水廠，了解自來水廠的凈水過程。 【本課題重點】 1．自來水的凈化過程。 2．硬水及其軟化。 3．過濾操作的原理及實驗。 [要點1] 生活用水的凈化 某些農村，利用明礬溶于水后生成膠狀物對雜質的吸附，使雜質沉降來達到凈水的目的。 城市生活用水是經自來水廠來凈化處理的，其凈化過程見課本圖3-15。 注意：1．制作過濾器時濾紙和漏斗壁之間不要留有氣泡，否則會影響過濾速度，（簡稱“一無”）而且濾紙邊緣要低于漏斗口。 2．過濾時，盛渾濁液體的燒杯口要緊靠玻璃棒，使液體沿玻璃棒流入過濾器。玻棒下端輕輕斜靠在三層濾紙的一邊，以免弄破濾紙。過濾器中液體要低于濾紙邊緣，否則，液體就會從濾紙和漏斗壁之間流下，達不到過濾的目的。漏斗下口要緊靠下面燒杯的燒杯壁，使濾波沿燒杯壁流下，不會向四周飛濺，而且提高過濾的速度。以上即為過濾操作中的“一無、二低、三靠”。 思考：如果通過過濾得到的濾波仍渾濁可能是什么原因造成的？怎么處理？ ①濾紙破損 ②液體高于濾紙邊緣 ③承接濾液的燒杯不干凈等都是可能原因； 對仍然渾濁的液體應再次過濾，直至澄清為止。 討論：日常生活中還可以采用什么物品代替實驗室中的過濾器來過濾液體，得到較純凈的水。 可以自制簡易凈水器，見課本圖3-23，用到的物品有砂石過濾層、活性炭層、蓬松棉、紗布等。 說明：如果用活性炭層進行過濾，不僅可以濾去不溶性物質，還可吸附掉一些溶解的雜質，除去異味。市場的純凈水，有些就是利用活性炭吸附，過濾水中的雜質而得到的。 思考：天然水經過沉淀、過濾、吸附等凈化處理后得到的水是否是純凈物？ 不是，因為渾濁的水雖然變澄清了，但這些過程除去的主要是不溶性雜質，水中還有許多溶解性的雜質。 [要點2] 硬水及其軟化 1．含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水，不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。 討論：你可采用哪些簡單的方法區(qū)分硬水和軟水？（①加熱 ②用肥皂水） 2．使用硬水給生活和生產帶來的危害。 3．硬水的軟化。方法有許多，如煮沸、暴曬等。 [要點3] 制取蒸餾水 過程與裝置見課本圖3-21、圖3-22。 注意：為了提高冷凝效果，冷凝管內的水流方向是由下向上，注意進水管和出水管位置。 討論：1．蒸餾裝置中溫度計是測水的溫度，還是水蒸氣溫度？ 答案：是測水蒸氣溫度。 2．制取蒸餾水的簡易裝置中導氣管很長，它起到什么作用？ 答案：冷凝的作用。 【實例分析】 例1 下列說法中正確的是（ ） A．無色、無臭、清澈透明的水一定是純凈物 B．活性炭可以吸附掉一些溶解的雜質，除去臭味 C．青少年長期飲用純凈水有益健康 D．使用硬水對生活和生產有益 分析：本題涉及到的知識點較多，其中A、C、D答案均是錯誤的。因為無色、無臭、清澈透明的水中可能混有可溶物。C中長期飲用純凈水，對人有害無益。因為純凈水中缺少人體必需的微量元素，D答案使用硬水會對生產和生活帶來許多麻煩。 答案：B 例2 活性炭凈水器可除去水中的臭味，是因為它具有（ ） A．導電性 B．傳熱性 C．吸附性 D．氧化性 分析：活性炭除水中臭味，是利用它疏松多孔而具有吸附能力。因此是利用它的吸附性。 答案：C 例3 對于靜置、吸附、過濾、蒸餾等凈化水的操作，①上述操作中，凈化程度由高到低的順序是 ；②可以降低水硬度的是；③綜合運用上述4項操作凈水效果更好，其先后順序是__________。 分析：本題主要考查水的凈化問題，解題前先要認真分析上述四種操作，理解它們各自的凈化原理。然后還要考慮水中所含雜質情況，才能有針對性地逐一除雜。 答案：①由高到低的順序是：蒸餾、吸附、過濾、靜置 ②蒸餾 ③靜置、過濾、吸附、蒸餾。 【達標檢測】 1．純水是____色，____臭，清澈透明的液體，而許多天然水里由于含有許多雜質，因此常呈渾濁。 2．在某些鄉(xiāng)村，可以采用明礬凈水，是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以________懸浮于水中的雜質，使之從水中_________出來。 3．含有較多可溶性_________化合物的水叫硬水，硬水很容易使水壺或盛水的器具上結_________。 4．在制取蒸餾水時，常在水中放入幾粒沸石（碎瓷片），其作用是_____________。 5．下列方法中能夠用來區(qū)別硬水和軟水的是（ ） A．觀察顏色 B．加入明礬，攪拌 C．溶解食鹽 D．加肥皂水攪拌 6．下列說法中有錯誤的是（ ） A．過濾操作可以除去水中的不溶物 B．蒸餾水是凈化程度較高的水 C．鍋爐用水硬度太高十分危險 D．活性炭可以把硬水轉化為軟水 7．下列不屬于凈化水的措施是（ ） A．吸附 B.過濾 C．電解 D．蒸餾 8．在我國南方所飲用的水常是河水，由于河水中常含有大量的泥沙、懸浮物和細菌等雜質?？捎么温人?HClO)殺死細菌，將漂白粉[主要成分是Ca(ClO)2]溶于水可生成CaC12和次氯酸。下列是某戶居民在飲用水之前對河水的處理步驟： 河水→A（明礬）→B（沉淀）→C（過濾）→D（漂白粉）→凈水 （l）可以除去較大顆粒、懸浮物雜質的步驟是_________。 （2）能夠消毒殺菌的步驟為____________。 （3）A步中加明礬的作用是____________。 （4）該農戶得到的凈水是純凈物，還是混合物________。其原因是____________。 9．有一種含有碎萊葉、碎塑料薄膜、泥沙、氯化鈉（可溶），還具有一定臭味的生活污水（生活污水的成分十分復雜，此處為了便于討論，已將其成分作了“簡化”），將其經去渣、去臭處理后可轉化為廁所的清洗用水。問： （1）采取何種操作，可除去污水中的碎菜葉、碎塑料薄膜及泥抄？ （2）用什么物質，可除去污水的臭味？ （3）把生活污水回收處理，進行再利用的目的是什么？ ★海水淡化 在不斷提高人類保護水資源意識的同時，科學家們正在努力探索，追求解決淡水危機的良策。他們首先把目光瞄準了茫茫大海，那里有取之不盡的水源，只要將海水中的鹽分去掉，就不愁沒有淡水了。關鍵的問題是如何經濟地使海水得以淡化。 目前，一些國家已使用分級蒸發(fā)法和循環(huán)滲析法來生產淡水。在一些能源富有的國家，如沙特阿拉伯、阿曼等國家，大都采用分級蒸發(fā)法。此法先將海水加熱、加壓，在較大壓力下送入第一個蒸發(fā)室做第一次蒸發(fā)，然后，再用小于一級蒸汽壓的壓力送入第二蒸發(fā)室做第二次蒸發(fā)。如此一級一級地蒸發(fā)下去，就可以從海水中得到大量的淡水了。目前世界上用這種方法生產的淡水量約為500萬立方米，占世界人工生產淡水量的76％。 在日本、荷蘭等能源短缺的國家，一般采用循環(huán)滲析法。該法消耗能源少、操作方便，但技術設備要求較高，投資也大。此法是用一個由特殊樹脂制成的、巨大的半滲透隔膜，嚴格地守著關口，只讓淡水通過，把鹽分和雜質都拒之門外。這樣，只需在盛有海水的一邊施加比海水滲透壓強大的壓力，水就可通過隔膜，從而得到淡水。如此循環(huán)不息，淡水就會源源不斷地生產出來。據統計，用此法生產淡水約150萬立方米，占生產總量的20％。 海水淡化是一項長期而艱巨的工程，需要我們大家共同探討研究。 ★活性炭在廢水處理中的作用 活性炭有多孔結構，總表面積可達500 m2g-1～1 000m2g-1。它有強大的吸附本領。在廢水處理中的作用主要有以下方面： 除臭——除去由酚、石油等引起的異味； 去色——去除由各種染料形成的顏色或有機污染物及Fe、Mn等形成的色度； 除有機物——農藥、殺蟲劑、氯代烴、芳香族化合物以及其他生物難降解有機物的去除； 去除重金屬——Hg、Cr等重金屬離子； 合成洗滌劑的去除； 放射性物質的去除。 ★水體污染源的類型 向水體排放或釋放污染物的來源和場所，都稱為水體污染源，這是造成水體污染的罪魁禍首，從不同角度可以將水體污染源進行分類。 按水體類型來分： 大氣水污染源 這主要是指污染物質進入大氣對大氣水分造成的污染，也就是污染物對降水的影響。大氣水分對大氣起清潔劑的作用，如果它受到污染，不僅使大氣質量下降，對工農業(yè)生產形成直接的影響，而且，大氣污染源降至地表時，又引起地表水體、土壤等的二次污染。 地表水污染源 幾乎所有水污染源的污染物，都通過各種途徑進入地面水體中，且向下游匯集。河川水、湖泊水對流域內工農業(yè)生產有著極其重大的意義，一旦這些水體遭到污染，將會給人們的生活帶來極大的危害。 地下水污染源 地下水一般有一定的保護層，污染物很難進入地下水體形成地下水污染源。但是，地下水體一旦被污染，則很難恢復，更新期特別長。大氣水污染源和地表水污染源都可以通過下滲而轉化為地下水污染源。 （2）按污染源的形態(tài)來分 點污染源 它又分為固定的點污染源（如工廠、礦山、醫(yī)院、居民點、廢渣堆等）和移動的點污染源（如輪船、汽車、飛機、火車等）。造成水體點污染源主要有以下幾種工業(yè)：食品工業(yè)、造紙工業(yè)、化學工業(yè)、金屬制品工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、皮革工業(yè)、染色工業(yè)等。點污染源排放污水的方式主要有4種：直接排污水進入水體；經下水道與城市生活污水混合后排入水體；用排污渠將污水送至附近水體；滲井排入。 線污染源 它是指輸油管道、污水溝道以及公路、鐵路、航線等線狀污染源。線污染源所形成的危害大大低于點污染源，但一旦形成污染源，其后果也是極其可怕的。 面污染源 它是指噴灑在農田里的農藥、化肥等污染物，經雨水沖刷隨地表徑流進入水體，從而形成水體污染。 （3）按水體污染源的動力特性來分 人為污染源 從目前的情況來看，絕大多數的水體污染源都是人為污染源，即由于人類生活和工農業(yè)生產，造成大量污染物質泄人水體而形成污染。 自然污染源 例如地下水流經某一特定巖層后，其礦化度明顯提高或其酸堿度明顯變化；在一定條件下，某水體內藻類等浮游生物急劇增長，從而引起富營養(yǎng)化的水體污染。 ★有關水體污染背景介紹 所謂“水體”一般是指海洋、湖泊、河流、沼澤、水庫、地下水的總稱。水體污染是指大量污染物排入水體，超過水體的自凈能力，使水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發(fā)生改變，從而降低了水體的使用價值的一種污染。水體污染會嚴重危害人體健康，據世界衛(wèi)生組織報道，世界上有75％左右的疾病與水體污染有關，如常見的傷寒、霍亂、胃炎、痢疾和肝炎等。