2022-2023学年人教版九年级化学上册 4.2 水的净化 教学设计（表格式）

课题2 水的净化 教学设计
一、教学目标
1.基于“物质分离与提纯”的教学目标
（1）通过第二单元课题1资料卡片——工业制氧气的学习，体会物质分离首先要思考需求，然后根据混合物各成分性质的差异，找到合适的方法。
（2）通过第四单元课题2《水的净化》的学习，构建 “物质分离与提纯”的一般思路和方法，并会初步应用“物质分离与提纯”模型。
（3）通过第九单元课题2中“冷却热饱和溶液分离法、海水晒盐”内容及第十一单元活动8中《粗盐中难溶性杂质的去除》的学习，巩固“物质分离与提纯”模型。
2.本课时教学目标
（1）通过“读史明智”学习净水方法，了解沉淀、过滤、吸附、消毒杀菌、煮沸等净水的常用方法。
（2）通过过滤实验操作总结出过滤实验操作要领；通过自制净水器，完善“物质分离与提纯”模型。
（3）通过体会、对比污染一杯水及净化一杯水所需要的时间不同，增强爱护水资源、节约用水的意识；通过了解膜技术、紫外线技术、海绵城市、再生水、中水等概念，发展科学态度，增强社会责任感。
二、教材分析
1.基于“物质分离与提纯”的教材分析
在初中阶段涉及到的物质的分离主要有除杂和提纯两大方面，具体的分离的方法有蒸发、过滤、吸附、沉淀，提纯的方法有蒸馏、结晶。人教版九年级教材并没有系统归纳“物质分离与提纯”的教学内容。
人教版九年级化学教材中关于物质分离的内容，在《水的净化》之前，有工业上制取氧气的相关知识，同时《水的净化》也是冷却热饱和溶液结晶、蒸发结晶、粗盐提纯等物质分离内容的必备基础（见下表）。
课题 内容 分离依据 分离方法
第二单元课题1资料卡片 工业制氧气 利用氧气和氮气的沸点差异进行分离 降温加压、低温蒸发
第四单元课题2 水的净化 利用水中各杂质的性质差异进行分离 沉淀、过滤、吸附、杀菌、煮沸、蒸馏
第九单元课题2 冷却热饱和溶液分离法、海水晒盐 利用物质溶解性差异进行分离 冷却结晶、蒸发结晶
第十一单元活动8 粗盐中难溶性杂质的去除 利用物质的溶解性差异进行分离 过滤
2.本课时教材分析
本节内容是人教版九年级上册第四单元课题2第1课时的内容。通过之前内容的学习，学生已经掌握了物质的变化和性质的基础知识，熟悉了一些实验仪器的基本操作。《水的净化》是对前一节内容的拓展和应用，通过学习本节内容，学生能够进一步运用化学实验的基本方法，掌握水的净化的基本知识，增进对化学物质的理解。同时，本节内容，也为学生学习下一节《水的组成》奠定了基础。
三、学情分析
1.知识基础：学生已经学习了“混合物”“纯净物”等相关概念，通过工业制氧气的学习，也了解物质分离需要考虑分离目的、根据性质差异分离等因素。基于前面的学习，学生对于物质的分离有一定的认识。
2.能力水平：已经学过药品的取用及物质的加热实验，也做过氧气的实验室制取和性质实验，具备一定的实验能力。
3.年龄特点：初三学生具有强烈的好奇心，求知欲旺盛，充满学习热情。对实验以及新奇的事物非常感兴趣。
4.学习障碍：初三的学生刚刚接触化学这门学科，对化学学科的相关知识比较陌生，对物质分离的方法仍缺乏独立分析的能力，净化水的相关实验操作能力也没有经过训练。
四、教学重难点
教学重点：沉淀、过滤、吸附、消毒杀菌等净水方法，过滤原理及操作。
教学难点：构建物质分离与提纯模型。
五、教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
环节一：情景引入 【引入】水是生命之源，人类的生活都离不开水，从古至今， 人类和水之间有什么故事吗？让我们来看一段视频，请关注和水相关的信息。 【播放视频】一杯好水的前世故事 【提问】你们都关注了哪些和水相关的信息？ 【讲述】国家饮用水标准 【演示】能饮用的水变成天然水 【提问】如何把这杯水再变成能饮用的一杯好水呢？ 引出课题：如何获得一杯好水（第1课时） 倾听。 观看视频。 不同学生回答。 激发学生的学习兴趣，明确本课中好水的标准，引入课题。
环节二：读史明智 【陈述】我们从远古时期饮用河水，到打井吃水，到用上方便、安全的自来水，再到饮用更加纯净的纯净水，人类对一杯好水的追求真的是贯穿古今。今天我们就沿着历史的足迹来一次说走就走的净水之旅。 【讲述】陶器发现之后，人类不仅懂得了煮熟食物，而且能存储饮用水。 【提问】同学们想一想，人类通过用火能去除水中的什么杂质呢？如何去除呢？ 【追问】而把泥水放到陶罐中，过一会儿会有什么现象呢？我们来看看我们刚才污染的这杯水，是澄清了还是浑浊了呢？ 【讲述】静置沉淀。 【过渡】随着人类对饮用水的需求和净水技术的发展，人类已经学会利用井来净水。 【讲述、提问】5000年前的河姆渡时期就已经出现了木质结构的水井，人类用井的净水技术发展到汉代就已经比较成熟了。那么井是如何净水的呢？我们以汉代的井为例来看看，请同学们注意视频中的信息。 【播放视频】汉代井净水介绍 【提问】同学们，根据视频中的信息，你认为井是如何净水的呢？ 【讲述、追问】过滤。在桌子上找一找或想一想生活中有哪些像汉砖一样的过滤器？ 【提问】同学们，观察一下，生活中的这些过滤工具，他们有什么共同的特点呢？ 【追问】孔径的大小和过滤出来的物质有什么关系吗？ 【追问】如果用我们生活中捞饺子的漏勺过滤泥水能把水中不溶性物质都滤掉吗？ 【讲述】生活中的过滤器对于我们做实验来说还不够精密，由此我们发明了滤纸，它的孔径只有几十微米，可以把不溶性固体都过滤掉。那么，如何利用滤纸制作一个过滤器呢？又如何进行过滤操作呢？ 【布置实验】阅读课本实验4-2，尝试制作一个过滤器，并小组讨论总结过滤操作的关键点，然后尝试过滤烧杯1中的溶液。 【提问】观察一下滤纸和滤液，都有什么现象？ 【资料卡片】色素、滤纸、泥沙孔径大小比较 【展示照片】展示抓拍学生过滤操作照片。 【布置任务】再次阅读课本中关于过滤操作的内容，对照照片找到操作中存在的问题，小组内讨论交流，形成组内意见。 【引导】引导总结过滤操作关键点。 【过渡】如果我们操作规范，将避免滤液的浑浊，那滤液中的颜色怎么去除呢？刚刚同学们也分析了滤纸不能过滤掉色素。我们看看历史上还有什么净水方法可以借鉴吗？ 【讲述、提问】历史中木炭、活性炭净水记载。那木炭、活性炭如何净水呢？能不能去除我们滤液中的颜色呢？我们一起来试试。由于活性炭的性能更优越，老师将活性炭放入了大注射器中，哪组同学愿意把你们小组刚刚的滤液放入到注射器中？ 【学生演示实验】活性炭吸附色素 【提问】活性炭为什么能除去颜色呢？同学们能根据他们的结构推测一下原因吗？ 【展示】木炭、活性炭结构。活性炭吸附色素动画。 【讲解】木炭、活性炭对于不溶性的杂质是通过过滤除去的，而对于颜色、异味这些可用性杂质，是通过吸附的方法除去的，当一个分子进入到活性炭的小孔中后，由于分子之间的引力，会导致更多的分子不断被吸引进去，这种净水的方法叫做吸附法。 【讲述、过渡】我国关于木炭这种物质的记载很早，而关于木炭能净水的记载出现在明朝高濂的养生著作《遵生八笺》中。而我国同时期关于净水物质的记载还有明代学者方以智在《物理小识》中写的。 “寻常定水，矾、赤豆、杏仁、雄黄、石膏皆可”。从化学的角度翻译为一般净水的物质，明矾、赤豆、杏仁、雄黄、石膏都是可以的。那什么是明矾？明矾净水的效果如何呢？ 【演示实验】明矾净水。 【资料卡片】明矾净水原理。 【提问】明矾净水的原理是什么？ 【讲述】吸附沉淀。 【过渡】同学们，人类和水的故事，发展到了近代，体现的就不仅仅是净水技术的进步，也体现了人类生活方式的改变，以及对水源安全卫生的重新认识和改造。请同学们阅读关于饮水革命的相关历史事件。 面对霍乱病毒的肆虐，世界各国开始兴建自来水厂，人类从饮用天然水变成了饮用自来水，面对需要大量消杀的自来水，古代煮沸杀菌的方法显然有一定的局限性，用什么方法来给自来水进行消毒杀菌呢？我们一起来看看。 【播放视频】近代自来水厂消毒——氯气消毒。 【提问】同学们，从视频中你们听到了什么消毒的方法？ 【讲解】现在我们的自来水厂依然采用投药消毒的方法，除了氯气还可以用液氯、二氧化氯、臭氧等。我们还增加了紫外线、电极消毒、超声波消毒技术。 倾听。 倾听。 思考、回答。 观看、思考。 回答。 观察、回答。 思考、回答。 倾听。 分组实验。 回答。 阅读。 讨论、总结。 陈述小组总结。 思考。 倾听、思考。 演示、观看。 观察、思考、回答。 观看。 倾听、理解。 倾听。 观察、思考、回答。 倾听、理解。 倾听、思考。 观看视频。 回答。 倾听、理解。 以历史净水方法为情景线，让学生跟随着历史的脚步，体验人类对水的净化发展史体现了人类文明的发展与升级。 倾听历史，从化学的视角分析历史事实，分析净水的方法。 倾听历史，从化学的视角分析历史事实，学习净水的方法。 培养学生实验操作能力、分析问题能力、归纳总结能力、表达能力。 小组讨论交流，培养合作意识。 倾听历史，从化学的视角分析历史事实，感悟净水技术的进步及人类文明的发展。 从宏观、微观结合的角度理解活性炭净水原理。 引导学生思考结构与性质之间的关系。 通过实验使学生对明矾净水有直观认识，并激发学习兴趣。 培养学生提取信息的能力。 通过历史使学生体会净水技术的发展也体现了人类生活方式的改变及人类对饮水卫生的需求。 通过视频获取信息，培养学生的专注力及提取信息的能力。
环节三：构建模型 【布置活动】整理净化水的笔记并填写表格。 杂质名称性质特点净水方法
【引导总结】引导学生总结物质分离与提纯模型。 【布置分组实验】自制净水器 【提示】小组讨论确定过滤柱的选用及摆放顺序，过滤烧杯2中的溶液。 【提问】哪个小组展示你们的装置及净化效果，并说一说你们这样摆放的原因？ 【提问】分离物质时，除了要“分析混合物成分，寻找分离物之间性质的差异，找到合适的分离方法”还需要考虑什么因素？ 【追问】那我们今天的好水标准是饮用水，如果是用来浇花的水呢？还需要用这么多方法吗？ 整理净水笔记。 初步构建物质分离与提纯一般思路和方法。 自制净水器，思考过滤柱摆放顺序。 展示交流。 思考、完善模型。 思考、完善模型。 通过总结提升学生分析问题、归纳总结的能力。 通过实验设计增强实践能力及分析问题的能力。 通过总结归纳，体会知识触类旁通的特点，渗透大概念思维。
环节四：布置作业（巩固性作业预计10—15分钟完成） 【课后任务一】根据今天所学的物质分离的原理，思考自来水的生产过程中应选用的净化方法及工艺流程，并通过查阅资料，分析自来水与纯水成分的不同，思考如何由自来水净化成一杯纯水。 【课后任务二】两道习题 （拓展性作业，课下以小练习的形式由学生主动选用） 应用模型。 巩固练习。 选择练习。 通过巩固性作业中的两道习题，巩固过滤操作及净水原理；通过思考题，体会物质分离提纯模型的应用。 拓展性作业围绕教学中的难点和易错点对原有作业进行改编，用以锻炼学生对知识和方法的应用和迁移能力。
环节五：课堂小结 【总结】同学们，这是我们刚刚净化的水，现在这试管里的水和课前的那杯水一样吗？我们刚刚用很短的时间就把它污染了，而我们用了整整一节课也没有把它复原，我们现在喝的一杯水要经过层层的净化才能被人们饮用，而人生完事皆如此，毁之容易成之难，对于日益紧缺的水资源我们要怎么做呢？ 同学们，人类从远古时期的依水而居，到现在工业、农业发展及生活的方方面面都离不开水，水不断地造福着人类，我们在应用它的时候，也曾经历过一段迷茫的时期，但渐渐地我们认识到了水的宝贵，水净化技术和水循环应用技术的发展仍随着时间的发展不断进步，相信在同学们不懈的努力下，化学会让生活变得更美好。你们有信心吗？我们就拭目以待！ 倾听，思考，回答。 观看，倾听。 回答，信心满满。 通过体会、对比污染一杯水及净化一杯水所需要得时间不同，增强爱护水资源、节约用水的意识。 通过净水新技术的介绍，培养学生的科学态度和社会责任感。