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课题2 水的净化
一、教材分析
本课题将认识水的角度从社会方面转入化学学科，主要是分离混合物的一些化学实验操作方法的介绍，并以自来水厂水的净化过程为例将沉淀、过滤、吸附和蒸馏等净化水的方法有序地联系起来，其间也穿插着纯水、软水、硬水等概念知识。
二、学情分析
对于本课题相关的知识，学生都有所了解或听闻，但并不深入或学科关联性不强。如知道天然水是混合物，水中有不溶性杂质和细菌，但不太清楚水中有可溶性杂质；知道生活用水来自自来水厂，但不了解自来水厂的具体生产过程；听说过软水、硬水，但对软、硬水的区别和软化水的过程与方法不太了解；接触过生活中的过滤，但并不太清楚实验室中过滤的具体操作和注意事项等。本课紧密联系学生日常生活，所以在学习过程中，应调动学生的已有认知，加强学生的参与感，使学生对自然界的水、纯水、硬水、软水等有关水的认识不断深化，逐步清晰。
三、教学目标
1.了解纯水和自然水的区别，认识净化水在生产和生活中的意义。
2.能熟练进行过滤操作，会用沉淀、吸附、过滤、蒸馏等净化水的方法分析解决有关水的净化问题。
3.知道硬水的危害，会用肥皂水区分硬水和软水，能用具体方法将硬水软化。
四、教学重难点
重点：1.水的净化方法；2.硬水和软水的检验。
难点：过滤操作的注意事项。
五、教学过程
【引入】上节课我们从爱护水资源的角度学习了水资源的状况和爱水方法与措施。本节课我们继续探究水，了解水的净化方法和分类。
【讲解】日常生活中提到水，一般都是指自来水、矿泉水、饮用水、河水等各种类型的水资源，而化学上提到的水是纯水，属于纯净物，可以用化学式H2O表示，是一种无色、无臭、清澈透明的液体。长江、黄河中的天然水中含有很多杂质，有异味或杂色，属于混合物。
【学生活动】交流讨论：分析天然水中含有哪些杂质？
【总结】天然水中有落叶、泥沙等不溶性杂质，还会存在色素、杂质离子等可溶性杂质，另外还有很多细菌、病毒等微生物。
【过渡】我们日常生活中使用的自来水就是天然水经处理后送达千家万户的，那么天然水需要经过哪些处理方法将这些杂质去除呢？
【板书】一、水的净化方法
【讨论】根据你的生活经验，说一说天然水中的大颗粒状不溶性杂质如何去除？
【总结】大颗粒状的不溶性杂质依靠自身重力作用，经静置后沉淀。
【讲解】除了大颗粒状的不溶性杂质，水中还会存在一些絮状或质量较轻的杂质，无法依靠自身重力下沉，可以通过加入絮凝剂明矾吸附沉淀。明矾是一种絮凝剂，溶于水后生成的胶状物对难溶性杂质有吸附作用，使杂质沉降。
【学生活动】交流讨论：结合生活经验，沉淀后的杂质该如何除去？
【图片展示】生活中的过滤器具，如漏勺、滤网等。
【总结】在净化水的过程中，可以利用过滤的方法将沉降的不溶性杂质去除，在化学上将液体和固体分离的方法称为过滤。
【演示并讲解】过滤器、过滤装置和过滤操作。
1.过滤器：滤纸的孔径是1 m，可以去除绝大多数的不溶性杂质，另外还需要漏斗。将滤纸对折后再对折，把叠好的滤纸，按一侧三层，另一侧一层打开，成漏斗状。把漏斗状滤纸装入漏斗内，滤纸边要低于漏斗边，向漏斗口内倒一些清水，使浸湿的滤纸与漏斗内壁贴靠。
2.过滤装置：如上图，除滤纸和漏斗外还需要烧杯、铁架台和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是引流，防止液体迸溅或冲破滤纸，铁架台用于固定漏斗，烧杯用于盛放过滤物和滤液。
3.过滤操作要遵循：一贴、二低、三靠。
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。
二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；滤液低于滤纸边缘。
三靠：烧杯紧靠玻璃棒；玻璃棒紧靠在三层滤纸的地方；漏斗尖嘴端紧靠烧杯内壁。
【过渡】经过以上操作，只除去了泥沙等一些不溶性的杂质，还有一些可溶性杂质，如异味、色素等要常通过用活性炭吸附的方式除去。
【讲解】活性炭、木炭等具有疏松多孔的结构，是常用的吸附剂，可以吸附异味、色素等可溶性杂质，具有吸附作用。我们生活中使用的净水器，其中就使用了大量的活性炭。
【过渡】除了不容性杂质和可溶性杂质，水中还存在很多细菌和病毒等，需要处理掉。
【学生活动】阅读以下资料，了解自来水消毒常用的方法和原理。
【资料】自来水消毒常用的方法氯化法：氯气溶于水，与水反应生成次氯酸和盐酸，在整个消毒过程中起主要作用的是次氯酸。对于有生命的天然物质如水藻、细菌而言，它能穿透细胞壁，氧化其酶系统使其失去活性，使细菌的生命活动受到障碍而死亡。
【讲解】除了氯化法消毒外，常用的消毒方法还有臭氧消毒、紫外线消毒、二氧化氯消毒等，这些消毒方法涉及的物质变化属于化学变化。
【学生活动】总结自来水厂净水过程中涉及的净水方法及各方法的作用。
【总结】自来水厂净化水的大致流程：沉淀→过滤→吸附→消毒。沉淀时会加入絮凝剂，以使絮状的不容物沉降；过滤是除去水中的不溶性杂质，活性炭吸附是除去水中的色素和异味，投药消毒是除去水中的细菌、病毒等微生物。
【学生活动】交流讨论：经过沉淀、过滤、吸附之后的自来水是纯水吗？烧水的水壶中为什么会出现水垢？
【总结】经沉淀、过滤、吸附后的水中仍含有很多的可溶性杂质，如可溶性的含钙、镁的物质。人们把含有较多可溶性钙、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。
【板书】二、硬水和软水
【问题】那么在日常生活中，我们怎么区别硬水和软水呢？
【实验】用肥皂水区分软水和硬水：将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量软水、硬水的试管中，振荡，观察两试管中产生泡沫的情况。
【讲解】根据实验现象我们可以发现：硬水中加入肥皂水后，不容易起泡，产生较多的浮渣。而软水中加入肥皂水后则泡沫丰富，没有浮渣。所以利用肥皂水可以区分软水和硬水。
【过渡】硬水会使肥皂失效，长期饮用硬水会危害我们的身体。如果锅炉用水硬度高了也很危险，因为结垢后不仅浪费燃料，还会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还会引起爆炸。硬水有很多危害，那在生活和生产中可采取什么方法来降低水的硬度呢？
【总结】生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，这主要是使水中的钙、镁离子受热生成不溶性的钙镁化合物即水垢而沉淀出来，从而降低了水的硬度。这里发生的是化学变化。实验室里需要的蒸馏水是通过蒸馏方法制取的。
【演示并讲解】蒸馏实验装置及操作流程。
【讲解】蒸馏是根据物质的沸点不同而分离混合物的方法，是一种液体与另一种液体（或固体）分离时常用的方法，发生的一般是物理变化。蒸馏的产物是蒸馏水，属于纯净物，所以蒸馏是水净化程度最高的净化步骤。
【总结】播放科普视频《如何把江河水变成自来水》，总结水的净化过程。
【课堂小结】
六、板书设计
课题2 水的净化
一、水的净化方法：
沉淀（静置、吸附：明矾）
↓
过滤（操作要点：一贴、二低、三靠）
↓
吸附（活性炭：疏松多孔）
↓
杀菌消毒
↓
蒸馏（纯水）
二、硬水和软水
1.概念
硬水：含较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
2.检验：加肥皂水
3.硬水转化为软水：煮沸、蒸馏

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