课题1 水资源及其利用 第2课时 （教学设计）2025-2026学年人教版九年级化学上册

课题1 水资源及其利用
第2课时 水的净化
一、知识目标
1．知道天然水、自来水和蒸馏水的区别，认识净化水在生产和生活中的意义。
2．了解吸附、沉降、过滤和蒸馏等净化水的常用方法，掌握过滤分离混合物的原理及操作要点。
3．初步认识硬水和软水的概念，知道硬水的组成、危害及硬水软化的方法。
二、核心素养目标
1．宏观辨识与微观探析：从宏观上认识自然界水的杂质成分，从微观角度理解活性炭吸附、蒸馏等净化水方法的原理。
2．科学探究与创新意识：通过实验探究水的净化过程，培养学生的动手能力和创新思维，体会化学实验在解决实际问题中的重要作用。
3．科学精神与社会责任：认识到净化水和软化硬水对生活和生产的重要性，增强学生节约用水和保护水资源的意识。
一、教学重点
1．水的净化方法（沉降、过滤、吸附、蒸馏）。
2．硬水和软水的概念及硬水的软化。
二、教学难点
1．过滤操作的“一贴、二低、三靠”要点。
2．蒸馏的原理及实验操作。
本节教学内容出自人教版 2024 年版九年级化学上册第四单元《自然界的水》课题 1《水资源及其利用》的第 2 课时。本单元以水为载体，将单质、化合物、物质的组成、分子、原子等化学基本概念以及沉淀、过滤、吸附、蒸馏等化学实验操作技能的学习贯穿其中。而本课时聚焦于水的净化方法和硬水与软水的相关知识，是学生深入了解水的重要环节。
教材首先通过提问“自然界中的水是纯净物吗？可以直接饮用吗？”引发学生思考，进而引入水的净化这一主题。详细介绍了沉降、过滤、吸附和蒸馏等常见的净化方法，并通过实验进行直观呈现，帮助学生理解和掌握这些方法的原理和操作要点。在硬水和软水部分，教材从生活中水壶产生水垢的现象入手，引导学生认识硬水和软水的概念、硬水的危害以及硬水软化的方法。这种编排方式紧密联系生活实际，有助于培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
教学对象是九年级的学生，他们在生活中对水有一定的接触和了解，但对于水的净化和硬水、软水的知识还比较模糊。在知识储备方面，学生已经掌握了一些基本的化学实验操作技能，如药品的取用、仪器的使用等，这为学习水的净化实验奠定了基础。然而，他们对化学实验的原理和方法的理解还不够深入，需要教师在教学过程中进行详细的讲解和引导。 在思维能力方面，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但对于抽象的化学概念和原理的理解存在一定的困难。
因此，在教学中应充分利用实验和生活实例，将抽象的知识形象化，帮助学生更好地理解和掌握。 此外，学生在学习过程中可能会存在一定的个体差异，部分学生可能对化学实验操作比较感兴趣，动手能力较强；而部分学生可能更擅长理论知识的学习。教师应关注学生的个体差异，采用多样化的教学方法和评价方式，满足不同学生的学习需求，激发学生的学习兴趣和积极性。
教学环节一 新课导入
【展示图片】同学们，我们来看一下这些图片，有黄河水、湖泊水、海水，还有我们日常用的自来水。大家思考一下，自然界中的水是纯净物吗？可以直接饮用吗？
【问题】展示自来水厂净水过程示意图，提问：下图净水过程主要通过哪些步骤除去水中杂质，将天然水变成生活用水？
【学生思考】学生观察图片，思考并回答自然界中的水含有不溶性杂质和可溶性杂质，不是纯净物，不可以直接饮用；对于自来水厂净水过程，可能会回答出沉降、过滤等大概步骤。
【讲解】评价学生的回答，强调净化水在生产和生活中的意义，指出沉降、过滤和吸附是工业生产和化学实验中分离混合物的常用方法。
设计意图
通过展示不同类型的水和自来水厂净水过程示意图，引发学生思考，激发学生对水的净化方法的学习兴趣，为后续学习做铺垫。
教学环节二 水的净化方法
活动一：水的净化方法 - 沉降
【问题】我们先来看水的净化方法中的沉降。天然水中有很多难溶性固体，怎么让它们更快地沉淀下来呢？
【讲解】介绍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，这些物质被称为混凝剂。并展示【实验4 - 1】相关内容。
【学生任务】理解沉降的原理和作用，知道加入明矾可以加快水中悬浮杂质的沉降。
【总结】强调沉降是除去不溶性杂质的一种方法，加入明矾能加快沉降速度。
活动二：水的净化方法 - 过滤
【引入】沉降后的水可能还含有一些不溶性的小颗粒，接下来我们学习另一种净化方法 - 过滤。
【讲解】详细讲解【实验4 - 2】，包括过滤器的准备（取一张圆形滤纸，折好并放入漏斗，使之紧贴漏斗内壁，并使滤纸边缘略低于漏斗口，用少量水润湿滤纸，并使滤纸与漏斗内壁之间不要有气泡）和过滤操作（放置好漏斗，使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，取实验4 - 1中处理过的一杯液体，沿玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒，注意液面始终要低于滤纸的边缘）。
【学生任务】
1．观察老师的演示或教材中的图片，理解过滤的操作步骤。
2．总结过滤操作的仪器（玻璃棒、烧杯、漏斗、铁架台（带铁圈））和操作要点“一贴、二低、三靠”，并理解每个要点的作用（若有气泡，会使过滤速率过慢；玻璃棒起引流作用，防止滤纸破损；防止滤液溅出，加快流速）。
【总结】强调过滤适用于固 - 液分离，“一贴、二低、三靠”是过滤操作的关键，要严格遵守。
活动三：水的净化方法 - 吸附
【引入】经过沉降和过滤，水中的不溶性杂质基本除去了，但水可能还有颜色和气味，这时候该怎么办呢？
【讲解】介绍活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以利用其自身疏松多孔结构，将有颜色和气味的分子吸附其内，用于除臭和除颜色，这种方法称为吸附，且该过程是物理变化。展示活性炭净水器示意图，讲解入水口在下方的原因（减缓水的流速，能更充分除去杂质；防止残渣堵塞活性炭）。
【学生任务】
1．理解活性炭的吸附原理和作用。
2．知道活性炭不仅可以滤去其中的不溶性物质，还可以吸附一些溶解的杂质。
【总结】强调吸附是除去水中色素和气味的有效方法，活性炭在吸附过程中起到重要作用。
活动四：水的净化方法 - 蒸馏
【引入】前面几种方法都不能完全除去水中的可溶性杂质，要得到更纯净的水，我们可以采用蒸馏的方法。
【讲解】详细讲解【实验4 - 3】，在烧瓶中加入自来水，再加入几粒沸石(或碎瓷片)，以防加热时出现暴沸，连接好装置，使各连接部位严密不漏气，加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里，弃去开始馏出的部分液体，收集约10mL蒸馏水后，停止加热。说明导管要长，便于水蒸气冷却，冷水的作用是冷凝，使水蒸气液化，蒸馏的原理是根据沸点不同，它的净化程度最高。
【学生任务】
1．理解蒸馏的实验操作和原理。
2．知道蒸馏可以除去不溶性杂质和可溶性杂质得到纯水。
【总结】强调蒸馏是一种能得到高纯度水的净化方法，但操作相对复杂，要注意防止暴沸等问题。
设计意图
通过沉降、过滤、吸附、蒸馏等净水方法的学习，让学生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。
【对应训练1】关于水的净化，下列说法不正确的是（　　）
A．活性炭可除去水中异味
B．加入明矾能促进水中悬浮杂质沉降
C．自来水属于混合物
D．实验室通过过滤也能除去水中的悬浮物和细菌
【学生回答】D
【讲解】活性炭具有吸附性，可除去水中异味，A选项正确；明矾可以使水中悬浮的杂质较快沉降，B选项正确；自来水中含有多种物质，属于混合物，C选项正确；过滤只能除去水中的不溶性悬浮物，不能除去细菌，D选项错误。
【对应训练2】净化水的方法有很多，下列除去对应杂质的方法不恰当的是（　　）
A．色素——明矾
B．泥沙——过滤
C．微生物——氯气杀菌
D．可溶性钙、镁离子——加热煮沸
【学生回答】A
【讲解】明矾主要是使水中悬浮的杂质沉降，不能除去色素，除去色素一般用活性炭吸附，A选项不恰当；过滤可除去泥沙等不溶性杂质，B选项正确；氯气可以杀菌消毒，除去微生物，C选项正确；加热煮沸可以使可溶性钙、镁离子转化为沉淀，从而降低水的硬度，D选项正确。
教学环节三 硬水和软水
活动一：硬水和软水的概念
【引入】同学们，家中自来水要经过煮沸后才能喝，大家看这只水壶有很多水垢，这是为什么呢？展示相关资料。
【问题】引导学生思考硬水和软水的区别。
【讲解】介绍硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
【学生任务】理解硬水和软水的概念。
【总结】强调硬水和软水的本质区别在于可溶性钙、镁化合物的含量。
活动二：了解硬水的危害
【引入】硬水在生活和生产中有很多不便，我们来了解一下硬水有哪些危害。
【讲解】举例说明硬水的危害，如硬水洗衣服，既浪费肥皂也洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬；锅炉用硬水结垢后，既浪费燃料，又易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。
【学生任务】了解硬水在生活和生产中的危害。
【总结】强调硬水的危害，让学生认识到对硬水进行软化处理的重要性。
活动三：硬水的软化方法
【引入】既然硬水有这么多危害，那我们如何将硬水软化呢？
【讲解】介绍生活中常用煮沸的方法将硬水软化，实验室中常用蒸馏的方法，且蒸馏的净化程度最高。
【学生任务】
1．知道硬水软化的方法有煮沸和蒸馏。
2．理解不同场景下选择不同软化方法的原因。
【总结】强调煮沸和蒸馏是硬水软化的有效方法，在生活和实验室中要根据实际情况选择合适的方法。
设计意图
通过硬水和软水概念的比较，知道硬水的危害及软化方法，让学生知道如何趋利避害，正确利用水资源。
【对应训练1】下列关于硬水和软水的说法正确的是（ ）
A．硬水经过过滤可变成软水
B．软水是溶有较多可溶性含钙元素或镁元素的物质的水
C．含杂质的水就是硬水
D．生活、生产中需要对硬水进行软化处理
【学生回答】D
【讲解】过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去可溶性钙、镁化合物，硬水经过过滤不能变成软水，A选项错误；软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水，B选项错误；含杂质的水不一定是硬水，只有含有较多可溶性钙、镁化合物的水才是硬水，C选项错误；硬水在生活和生产中有很多危害，所以生活、生产中需要对硬水进行软化处理，D选项正确。
【对应训练2】下列净水过程中，能降低水的硬度的是（ ）
A．沉降 B．过滤 C．用活性炭吸附 D．蒸馏
【学生回答】D
【讲解】沉降、过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能降低水的硬度，A、B选项错误；活性炭吸附主要是除去水中的色素和气味，不能降低水的硬度，C选项错误；蒸馏可以除去水中的可溶性钙、镁化合物，能降低水的硬度，D选项正确。
课题1 水资源及其利用（第2课时）
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）
↓
蒸馏（水的净化程度最高）
二、硬水和软水
1.概念：含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水。不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
2.降低水的硬度的方法：煮沸、蒸馏
下列物品的使用过程中，未利用过滤原理的是（ ）
A． 茶漏 B．漏勺 C．渔网 D．淋浴喷头
2．净化水时，可用活性炭除去水中的色素和异味，利用了活性炭的性质是（ ）
A．熔点高 B．吸附性 C．可燃性 D．导电性
3．若在天宫空间站实验室中进行下列实验，其中最难完成的是（ ）
A．蒸发液体 B．过滤泥水 C．吸附异味 D．品红扩散
4．实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水制取。如图是制取蒸馏水的简易装置，下列分析错误的是（ ）
A．为了节省能源，可以直接给烧瓶加热
B．烧瓶中加入沸石或碎瓷片，防止暴沸
C．烧杯中水的作用是使水蒸气冷却降温
D．蒸馏水是净化程度较高的水
5．某学习小组制作的净水器如图。关于该净水器的说法正确的是（ ）
A．能把自来水变成纯净物 B．能除尽水中的可溶性杂质
C．能除去水中的色素和异味 D．净水时水最后流经小卵石
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。