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第二单元 跨学科实践活动：自制简易净水器
第一部分：分课时分层作业设计
课时1：水的净化基础原理与净水材料认知
（一）基础巩固
1、天然水中含有________、________、________三类杂质；常用的净水方法有沉降、________、________、杀菌消毒、蒸馏；活性炭具有________结构，具备良好的________性，可除去水中的色素和异味；蓬松棉、石英砂的主要作用是________水中的不溶性杂质；净化程度最高的净水方法是________。
2、简述过滤操作的核心作用，说明生活中过滤净水的常见场景。
区分沉降、过滤、吸附三种净水方法的净化对象，写出只能除去不溶性杂质的净水方法。
（二）能力提升
4、结合生活实际，分析河水、井水、自来水的杂质差异，说明日常饮水净化无需使用蒸馏法的原因。
课时2：简易净水器构造设计与实操原理
（一）基础巩固
5、简易净水器自上而下的核心填充材料依次是________、________、________、蓬松棉；石英砂的作用是________，活性炭的核心作用是________，蓬松棉可防止________流失；净水器的核心净水逻辑是先________后________，逐步净化水质。
6、简易净水器的整体工作流程是什么？为什么净水材料必须遵循“先粗后细”的排布原则？
（二）能力提升
7、水是生命之源，人类的生产生活离不开洁净的水资源。某化学兴趣小组以“水”为主题开展跨学科实践活动。
制作简易净水器(已知材料间的空隙被堵住会影响过滤速度)
（1）其中小卵石、石英砂可除去水中的泥沙等难溶杂质，与实验室中___________操作作用相同，出水口得到的液体属于___________(选填“纯净物”或“混合物”)。
（2）净水器B的净水速度比净水器A___________(选填“快”或“慢”)，原因是___________。
（3）对净水器A评价不合理的是（ ）
A．可长久使用，无需更换材料 B．制作材料廉价易得
C．制作简单，操作简便 D．作品设计简洁美观
（4）若对净水器A进行改进，以下措施不合理的是（ ）
A．在出水口安装止水夹 B．在顶部加装可拆卸的盖子
C．在各材料交界处加装纱布 D．在净水器内部加装一根搅拌棒
8、化学兴趣小组同学在过滤操作和制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。
【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生较快沉降，从而达到净水目的。
Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。
【进行实验】实验1：图1是过滤操作示意图
(1)过滤过程中，玻璃棒的作用是________，如果过滤后的液体仍然浑浊，原因可能是________。
实验2：图2为某款简易净水器
(2)为了得到更好的净水效果，入水口在下，出水口在上，这样做的优点是________。
实验3：利用（图3）装置进行四次实验，分别对100mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。
①注射器针筒内装10cm的小卵石 ②注射器针筒内装10cm的石英砂
③注射器针筒内装10cm的活性炭 ④注射器针筒内装2cm小卵石、4cm石英砂、4cm活性炭（如图3）
实验记录如下：
实验序号 净水材料 净水效果
① 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色
② 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色
③ 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色
④ 小卵石、石英砂、活性炭 净化速度很慢，水样非常澄清，一段时间后，出现无色
(3)实验3的目的是________。
(4)实验3中，活性炭的作用是________。
实验4：探究用明矾净水时影响净化效果（浊度）的因素。取水样，向其中加入明矾，搅拌，用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如下：
实验序号 水样的体积/mL 加明矾的质量/g 静置时间/min 浊度/%
① 200 0 20 87
② 200 0.3 20 16
③ 200 0.4 10 31
④ 200 0.4 20 14
(5)从实验4记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是________和________。
(6)实验4主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。
a.对比①和②，可以得出的结论是________，或对比________（填实验序号）也可以获得相同的结论。
b.对比③和④，可以获得的结论是________。
参考答案
1、不溶性杂质、可溶性杂质、微生物；过滤、吸附；疏松多孔、吸附；过滤除去；蒸馏。
2、过滤的核心作用是分离水中的不溶性固体杂质与液体，去除水中泥沙、悬浮物等大颗粒杂质。生活中常见过滤净水场景：家用滤网过滤自来水杂质、茶壶滤网过滤茶水残渣、前置净水器过滤自来水泥沙等。
3、沉降、过滤只能除去水中的不溶性杂质；吸附可除去不溶性杂质、色素和异味；杀菌消毒可除去水中微生物；蒸馏可除去所有杂质。仅能除去不溶性杂质的净水方法：沉降、过滤。
4、情境分析题核心得分点：蒸馏净化程度高、操作复杂、耗时耗材，日常饮水无需极致净化，成本过高；拓展探究小结核心对比点：明矾主要吸附悬浮杂质、加速沉降，无法除异味色素；活性炭依靠疏松多孔结构吸附色素、异味，可深度净化水质，二者适配不同净水场景。
5、小卵石、石英砂、活性炭；过滤较大不溶性杂质；吸附色素和异味；活性炭、石英砂等细小颗粒；粗过滤、精细吸附净化。
6、工作流程：浑浊水从净水器顶端倒入，依次经过小卵石、石英砂粗过滤除去大颗粒杂质，再经活性炭吸附去除色素、异味，最后经蓬松棉过滤细小杂质，得到澄清净水。排布原则：遵循“先粗后细”，先通过大颗粒材料过滤大块杂质，避免细小过滤材料堵塞，保证水流通畅、净水分层彻底，提升净水效果。
7、(1) 过滤；混合物
(2) 慢；净水器B上层活性炭孔隙细密、颗粒小，杂质易堵塞活性炭缝隙，水流阻力大，因此净水速度慢。
(3) A (4) D
8、(1)引流；滤纸破损(2)可以使水与活性炭充分接触
(3)比较净水材料用量和河水体积相同条件下，不同净水材料的净水效果
(4)吸附(5)加明矾的质量；静置时间
(6)其他条件相同时，加入明矾的质量大净水效果好；②和④；其他条件相同时，静置时间长净水效果好

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