“零作业”课堂教学之导学案——课题3 水的净化

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“零作业”课堂教学之导学案
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课题3 水的净化 吕书生 新授
自主导学目标：
知识与技能
（1）知道纯水与天然水、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；
（2）了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。初步学会过滤的操作方法。
过程与方法
（1） 通过对一杯浑浊天然水进行净化的实验探究，认识净化水的各种方法与净化程度；
（2）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）感受一杯净水来之不易，树立珍惜水、爱护水的思想；
（2）通过学生亲自参与水净化过程的实验探究，感受化学对生活、对社会的积极意义，增强学习化学的兴趣。进而激发学生自主学习的热情和探究欲。
二、徜徉书海探究发现
模块（一）纯水和天然水
1、问题情境导学：我们知道海水是咸的，那么天然水与纯水成分上有什么差别呢？
2、纯水：无色、无臭、清澈透明的，属于纯净物。而自然界中的天然水（河水、湖水、井水、海水等）含有许多可溶性（如盐、矿物质）和不溶性杂质（如泥沙），因此常呈现浑浊。
模块（二）天然水的净化过程
问题情境导学：（1）某些乡村如何净化饮用水？（2）天然水经过自来水厂的那些净化过程才变成饮用自来水的？（3）常用的净化方法有哪些？
2、某些乡村，利用 溶于水后生成的胶状物对杂质的 ，使杂质 来达到净水的目的。
3、自来水厂净水过程及作用：
过程 作用
取水 提供水源，从江、河、湖或地下的水源取水
加 剂 使悬浮在水中的小颗粒状杂质被吸附、凝聚
反应 池 沉降、分离杂质
过滤池 除去以上各步的沉淀物与原有水体中的漂浮物
吸附池 除去水体中一些可溶于水的有气味的、有颜色的杂质
投药 水体中存在一些有毒、有害的病毒、病菌等，通过化学消毒剂才能除去
配水泵 经过以上步骤后，所得水基本上是比较干净的水，可供用户使用
模块（三）过滤实验操作
1、原理：分离混合物的方法之一，适用于把不溶于液体的 与 进行分离的一种方法。
2、实验目的：探究浑浊天然水的吸附、过滤操作
3、实验用品：铁架台（带铁圈）、 、 、 、滤纸等
4、实验步骤：（1）取3个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水，向其中2个烧杯中个加入3药匙 粉末，搅拌溶解后，静置，观察现象。（2）再取一张圆形滤纸，折好并放入漏斗，使之紧贴 内壁，并使滤纸边缘略低于 口，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间不要留有 。（3）架好漏斗，使漏斗下端管口紧靠 内壁，以使滤液能沿烧杯壁流下。（4）将用明矾处理过的一烧杯液体沿 慢慢向漏斗中倾倒，注意要始终低于 的边缘。
5、实验结论：经过吸附、静置沉降、过滤后的水较纯净。
6、过滤操作的注意事项：
一贴：滤纸要紧贴 内壁；
二低：滤纸边缘要略低于 口、待过滤液体的液面要低于 边缘；
三靠：倾倒待过滤液体的烧杯要靠在 的中下部、玻璃棒下端要靠在 处、漏斗的下部要紧靠接收滤液的 内壁。
7、过滤操作注意事项及原因
操作注意事项 操作原因或可能引起的后果
滤纸紧贴漏斗内壁 防止留有气泡，加快 速度
滤纸边缘低于漏斗边缘 防止 被水润湿后破损
漏斗内液面低于滤纸边缘 防止液体从滤纸与漏斗间隙流下，得不到
烧杯紧靠引流玻璃棒的中下部 防止
玻璃棒紧靠三层滤纸处 防止
漏斗下端紧靠烧杯内壁 防止
8、 想一想议一议：（1）经过过滤后的水是不是就是纯水了？（2）过滤后的水依然浑浊怎么办？模块（四）硬水和软水
1、问题情境导学：有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具上结水垢，你知道这是什么原因吗 这种跟谁我们成为应税，使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，我们常采用什么方法来降低水的硬度使之变成软水呢？如何鉴别硬水和软水？
2、硬水和软水的定义
硬水：含有较多 的水。
软水：不含或含较少 的水。
注：（1）可溶性钙、镁化合物指氯化钙、氯化镁、硫酸镁、碳酸氢镁、碳酸氢钙等可溶性的盐。它们的化学符号为MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2等。
（2）软水和硬水都是 物，只是可溶性的钙镁化合物 不同。
（3）出现水垢的原因是：当水温升高或因蒸发水量减少时，水中不溶性杂质和溶解的钙、镁化合物会析出形成沉淀。
3、鉴别硬水和软水的方法
步骤：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的两种水样的烧杯中，搅拌，观察两只烧杯中产生泡沫的情况。
现象及结论：烧杯中浮渣多，泡沫少的是硬水；烧杯中浮渣少，泡沫多的是软水。
4、硬水的危害
（1）用硬水洗涤衣服，既 ，时间长了还会使 。
（2）锅炉用硬水，易 ，妨碍热传导，不仅 ，还会引起管道变形，严重时可能引起 。
（3）人长期饮用硬水，会影响人体健康。
5、硬水软化的方法
（1）生活中：采用 法。
（2）实验室：采用 法。
①原理：根据液态混合物中各成分的 不同进行分离。
②适用范围：分离和提纯液态混合物。
③注意事项：a、烧瓶下必须垫 ；b、烧瓶中水的体积约为其容积的 ；c、烧瓶中加沸石或碎瓷片目的是 ；d、个连接部位不漏气；e、温度计不能直接插入蒸馏烧瓶的液体之中，应使水银球上端恰好与蒸馏烧瓶支管口位于 。因蒸馏时需控制的是出口蒸汽的温度。f、不能使液体剧烈沸腾以防液体 ；g、冷凝管中冷水的走向应是 进， 出，以使蒸汽被充分冷凝。h、弃去开始馏出的部分液体。
6、水的净化方法、作用及净化程度比较
方法 作用及净化程度
静置沉淀 静置，使水中较大固体颗粒在重力作用下与水分层，不能除去较小的固体颗粒
吸附沉淀 利用明矾溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降。不能将不溶性杂质彻底除去
过滤 净化程度高于沉淀，可以除去已沉降的固体杂质和质量较小但体积较大的不溶性固体杂质，对于一些可溶性杂质则不能除去
活性炭吸附 净化程度高于过滤，不仅能除去水中悬浮的固体杂质，还可以除去溶解在水中的一些大分子物质，如有色和具有特殊气味的、有毒的物质，但不能除去能溶于水的离子杂质
蒸馏 是一种比较全面综合的净化水过程，所得水的纯度非常高，不仅可以除去不溶性杂质还可以除去可溶性杂质，得纯净水的。但成本较高。
7、家庭小实验：如何自制简易净水器？各部分的作用是什么？
如图：
当堂达标练习
一、巩固练习：
1.下列“水”中，属于纯净物的是（ ）
A清纯的井水 B淡化的海水 C净化的河水 D 蒸馏水
2.下列关于过滤的操作中，不正确的是（ ）
A液体沿玻璃棒流进过滤器 B漏斗里的液体液面应低于滤纸边缘
C漏斗下端的管口紧靠烧杯的内壁 D为加速过滤，用玻璃棒搅动烧杯的内壁
3.在过滤操作中，不必使用的仪器是（ ）
A量筒 B烧杯 C玻璃棒 D 漏斗
4.城市自来水的净化过程可表示为：取水→沉降→过滤→吸附→消毒→配水。下列过程中属于化学变化的是（ ）
A取水 B消毒 C吸附 D 过滤
5.下列方法中能够用来区别硬水和软水的是（ ）
A．观察颜色 B．加入明矾，搅拌 C．溶解食盐 D．加肥皂水搅拌
6. 使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，生活中通过下列哪种方法来降低水的硬度（ ）A、过滤 B、煮沸水 C、结晶 D、加入肥皂水
7.下列不属于净化水的措施是（ ）
A．吸附 B.过滤 C．电解 D．蒸馏
8．下列说法中正确的是（ ）
A.无色、无臭、清澈透明的水一定是纯净物
B.活性炭可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味
C.青少年长期饮用纯净水有益健康
D.使用硬水对生活和生产有益
9．活性炭净水器可除去水中的臭味，是因为它具有（ ）
A.导电性 B.传热性 C.吸附性 D.氧化性
10．对于静置、吸附、过滤、蒸馏等净化水的操作，①上述操作中，净化程度由高到低的顺序是_______________；②可以降低水的硬度的是_______________；③综合运用上述4项操作净水效果更好，其先后顺序是_______________。
二、拓展提高：
1．水是人类生活中不可缺少的物质。下列关于水的说法中正确的是（ ）
A．水是取之不尽用之不竭的
B．用肥皂水可区分硬水和软水
C．长期饮用蒸馏水对人体健康有益
D．雨水是纯净物
2．下列说法中有错误的是（ ）
A.过滤操作可以除去水中的不溶物 B.蒸馏水是净化程度较高的水
C.锅炉用水硬度太高十分危险 D.活性炭可以把硬水转化为软水
3．含有较多可溶性钙、镁化合物的水称为硬水，用硬水洗衣服既浪费肥皂也洗不干净。加热硬水时间长了在锅炉内结垢容易产生爆炸。下列有关说法正确的是（ ）
A．加热硬水形成水垢是化学变化
B．加热硬水时只发生物理变化
C．肥皂溶于硬水只发生物理变化，不发生化学变化
D．硬水可以增加人体所需钙元素，长期饮用有益健康
4.玉树地震后饮用水主要取自于地下水，如井水等。下列说法错误的是（ ）
A．井水是混合物 B．静置对井水有净化作用
C．用肥皂水可以检验井水的硬度 D．用过滤的方法可以使井水软化
5.下列过滤装置及其操作的简图(图中固定装置和混合液、滤液均省略，且玻璃棒末端均已轻靠漏斗内的三层滤纸处)，其中正确的是 （ ）
6.我省干旱地区的农村饮用水主要是水窖收集的雨水，这种雨水中常含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质。在饮用水窖水之前加入明矾和漂白粉处理，漂白粉有消毒杀菌作用。下面是对水窖的处理步骤：水窖水→加入明矾→沉淀→过滤→加入漂白粉→饮用水
（1）可以除去较大颗粒杂质的步骤是 ；
（2）能够消毒、杀菌的步骤是 ；
（3）加入明矾的作用是 ；
（3）该农户得到的水是 。（填“纯净物”或“混合物” ）
其原因是 。
7．水是生命之源、万物之基，是人类宝贵的自然资源，我们每个人都要关心水、爱护水、节约用水。
（1）我国规定生活饮用水的水质必须达到下述四项指标：a．不得呈现异色 b．不得有异味 c．应澄清透明 d．不得含有细菌和病毒。其中“c指标”可以通过 操作达到。
（2）生活中可以采用 区分硬水和软水，可以通过 的方法降低水的硬度。
（3）水的用途广泛，许多化学实验中用到水，请你列举一例： 。
（4）下列各种水中属于纯净物的是 (填序号)。
①矿泉水 ②自来水 ③蒸馏水 ④汽水 ⑤糖水
（5）小明家长期饮用“××牌纯净水”，专家认为这是不科学的，理由是 。
三、中考链接：
1．（2011.眉山市）以下方法得到的水，其纯度最高的是（ ）
A．过滤 B. 吸附 C. 沉淀 D.蒸馏
2．（2011．广州市）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
3．（2011.福州市）水是生命之源，下列有关水的说法错误的是 （ ）
A．水是一种重要的溶剂 B.用肥皂水可以区分硬水和软水
C．生活中可以用煮沸的方法降低水的硬度 D.通过过滤可以除去水中所有的杂质
4.（2011.广安市）右图是用来净化河水的简易装置，下面对该净水器分析正确的是 （ ）
A．能杀菌消毒
B．能把硬水变为软水
C．能得到纯净水
D．活性炭主要起吸附杂质、色素的作用
5.（2011．日照市）（5分）小明同学去九仙山旅游时，用瓶装了一些山下的泉水，带回实验室，在老师的指导下，按下列流程进行实验，制取蒸馏水。
请回答下列问题：
（1）取水后加入明矾的作用是__________________________________________ 。
（2）进行过滤操作时，下列做法错误的是 。
A．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B．漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁
C．滤纸的边缘要低于漏斗口 D．液面不要低于滤纸边缘
（3）向滤液中加入活性炭，利用其 性，除去水样中的色素和异味。
（4）消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）集氧化、吸附、凝聚、杀菌等功能于一体，目前被广泛应用于自来水净化。高铁酸钠中铁元素的化合价为 。
（5）在制取蒸馏水的过程中，在水中要放碎瓷片，其作用是
参考答案：
模块（一）纯水和天然水
1、问题情境导学：我们知道海水是咸的，那么天然水与纯水成分上有什么差别呢？
2、纯水：无色、无臭、清澈透明的，属于纯净物。而自然界中的天然水（河水、湖水、井水、海水等）含有许多可溶性（如盐、矿物质）和不溶性杂质（如泥沙），因此常呈现浑浊。
模块（二）天然水的净化过程
问题情境导学：（1）某些乡村如何净化饮用水？（2）天然水经过自来水厂的那些净化过程才变成饮用自来水的？（3）常用的净化方法有哪些？
2、某些乡村，利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的。
3、自来水厂净水过程及作用：
过程 作用
取水 提供水源，从江、河、湖或地下的水源取水
加絮凝剂 使悬浮在水中的小颗粒状杂质被吸附、凝聚
反应沉淀池 沉降、分离杂质
过滤池 除去以上各步的沉淀物与原有水体中的漂浮物
活性炭吸附池 除去水体中一些可溶于水的有气味的有颜色的杂质
投药消毒 水体中存在一些有毒、有害的病毒、病菌等，通过化学消毒剂才能除去
配水泵 经过以上步骤后，所得水基本上是比较干净的水，可供用户使用
模块（三）过滤实验操作
1、原理：分离混合物的方法之一，适用于把不溶于液体的固体与液体进行分离的一种方法。
2、实验目的：探究浑浊天然水的吸附、过滤操作
3、实验用品：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸等
4、实验步骤：（1）取3个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水，向其中2个烧杯中个加入3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，静置，观察现象。（2）再取一张圆形滤纸，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壁之间不要留有气泡。（3）架好漏斗，使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，以使滤液能沿烧杯壁流下。（4）将用明矾处理过的一烧杯液体沿玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒，注意要始终低于滤纸的边缘。
5、实验结论：经过吸附、静置沉降、过滤后的水较纯净。
6、过滤操作的注意事项：
一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁；
二低：滤纸边缘要略低于漏斗口、待过滤液体的液面要低于滤纸边缘；
三靠：倾倒待过滤液体的烧杯要靠在玻璃棒的中下部、玻璃棒下端要靠在三层滤纸处、漏斗的下部要紧靠接收滤液的烧杯内壁。
7、过滤操作注意事项及原因
操作注意事项 操作原因或可能引起的后果
滤纸紧贴漏斗内壁 防止留有气泡，加快过滤速度
滤纸边缘低于漏斗边缘 防止滤纸被水润湿后破损
漏斗内液面低于滤纸边缘 防止液体从滤纸与漏斗间隙流下，得不到过滤
烧杯紧靠引流玻璃棒的中下部 防止液体溅出
玻璃棒紧靠三层滤纸处 防止戳破滤纸
漏斗下端紧靠烧杯内壁 防止液体溅出
8、 想一想议一议：（1）经过过滤后的水是不是就是纯水了？不是，还溶有大量可溶性物质。（2）过滤后的水依然浑浊怎么办？可能引起的原因有哪些？检查装置重新过滤。滤纸破了；液面高于滤纸上缘；盛接滤液的烧杯不干净。
模块（四）硬水和软水
1、问题情境导学：有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具上结水垢，你知道这是什么原因吗 这种跟谁我们成为应税，使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，我们常采用什么方法来降低水的硬度使之变成软水呢？如何鉴别硬水和软水？
2、硬水和软水的定义
硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
注：（1）可溶性钙、镁化合物指氯化钙、氯化镁、硫酸镁、碳酸氢镁、碳酸氢钙等可溶性的盐。它们的化学符号为MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2等。
（2）软水和硬水都是混合物，只是可溶性的钙镁化合物含量不同。
（3）出现水垢的原因是：当水温升高或因蒸发水量减少时，水中不溶性杂质和溶解的钙、镁化合物会析出形成沉淀。
3、鉴别硬水和软水的方法
步骤：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的两种水样的烧杯中，搅拌，观察两只烧杯中产生泡沫的情况。
现象及结论：烧杯中浮渣多，泡沫少的是硬水；烧杯中浮渣少，泡沫多的是软水。
4、硬水的危害
（1）用硬水洗涤衣服，既浪费肥皂，衣物又洗不干净，时间长了还会使衣物变硬。
（2）锅炉用硬水，易形成水垢，妨碍热传导，不仅浪费燃料，还会引起管道变形，严重时可能引起爆炸。
（3）人长期饮用硬水，会影响人体健康。
5、硬水软化的方法
（1）生活中：采用煮沸法。
（2）实验室：采用蒸馏法。
①原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离。
②适用范围：分离和提纯液态混合物。
③注意事项：a、烧瓶下必须垫石棉网；b、烧瓶中水的体积约为其容积的1/3；c、烧瓶中加沸石或碎瓷片目的是防爆沸；d、个连接部位不漏气；e、温度计不能直接插入蒸馏烧瓶的液体之中，应使水银球上端恰好与蒸馏烧瓶支管口位于同一水平线上。因蒸馏时需控制的是出口蒸汽的温度。f、不能使液体剧烈沸腾以防液体直接进入导管；g、冷凝管中冷水的走向应是下口进，上口出，以使蒸汽被充分冷凝。h、弃去开始馏出的部分液体。
6、水的净化方法、作用及净化程度比较
方法 作用及净化程度
静置沉淀 静置，使水中较大固体颗粒在重力作用下与水分层，不能除去较小的固体颗粒
吸附沉淀 利用明矾溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降。不能将不溶性杂质彻底除去
过滤 净化程度高于沉淀，可以除去已沉降的固体杂质和质量较小但体积较大的不溶性固体杂质，对于一些可溶性杂质则不能除去
活性炭吸附 净化程度高于过滤，不仅能除去水中悬浮的固体杂质，还可以除去溶解在水中的一些大分子物质，如有色和具有特殊气味的、有毒的物质，但不能除去能溶于水的离子杂质
蒸馏 是一种比较全面综合的净化水过程，所得水的纯度非常高，不仅可以除去不溶性杂质还可以除去可溶性杂质，得纯净水的。但成本较高。
7、家庭小实验：如何自制简易净水器？各部分的作用是什么？
如图：
当堂达标练习
一、巩固练习：
1、A 2、D 3、D 4、B 5、D 6、B 7、C 8、B 9、C
10、①蒸馏、吸附、过滤、静置 ②蒸馏 ③静置、过滤、吸附、蒸馏
二、拓展提高
1、B 2、D 3、A 4、D 5、D
6、（1）C（2）D（3）溶于水后生成的胶状物吸附杂质，使悬浮杂质沉降
7、（1）过滤 （2）肥皂水、煮沸 （3）配制溶液（其它合理答案同样给分）
（4）③ （5）因为纯净水中矿物质含量太少，长期饮用不利于人体健康。
三、中考链接
1、D 2、D 3、D 4、D
5、（1）利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的（或吸附水中的悬浮杂质，使之沉降）。
（2）D （3）吸附 （4）+6 （5）防止加热时出现暴沸
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