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2019-2020年九年級(jí)化學(xué)上冊(cè) 4.2 水的凈化學(xué)案 新人教版 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解純水與自然水、軟水與硬水的區(qū)別。 2．了解吸附、沉淀、過(guò)濾和蒸餾等凈化水的方法。 【教學(xué)策略】 1．用教師教學(xué)用書中提供的VCD光盤，讓學(xué)生聽(tīng)光盤中學(xué)生的介紹，闡述凈水過(guò)程中的主要環(huán)節(jié)，并展示水廠畫面。有條件的學(xué)?？山M織學(xué)生參觀水廠。 2．活動(dòng)探究：教師演示過(guò)濾操作，邊講邊演示?；蛘呦冉處熓痉丁⒑髮W(xué)生操練，邊講邊實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上教師歸納過(guò)濾操作的要點(diǎn)（編成“一貼二低三靠”口訣）。在展示教師自制的簡(jiǎn)易凈水器后，簡(jiǎn)介課外作業(yè)中學(xué)生自制凈水器的制作技巧。三天后集中評(píng)比，擇優(yōu)展覽。 在了解硬水、軟水的概念后重點(diǎn)掌握硬水與軟水最簡(jiǎn)單的鑒別方法，并了解硬水的危害和軟化的方法（沉淀法、蒸餾法等）。 3．制取蒸餾水的兩套裝置比較（在溫度控制、能量利用、操作難易等方面進(jìn)行比較）。 建議：比較凈化與軟化的異同，比較膠狀物吸附與活性炭吸附的不同。 【知識(shí)要點(diǎn)】 自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是純凈物。因其含有一定的雜質(zhì)而影響人類的生活質(zhì)量，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)諸多危害。我們學(xué)習(xí)本課題內(nèi)容，目的在于了解水凈化的重要意義，并學(xué)會(huì)根據(jù)人類的不同需要對(duì)水凈化的一些重要方法。學(xué)習(xí)中可根據(jù)身邊條件自制簡(jiǎn)易凈水裝置并對(duì)普通水進(jìn)行凈化，從而深刻理解水的凈化原理和實(shí)際意義。也可參觀自來(lái)水廠，了解自來(lái)水廠的凈水過(guò)程。 【本課題重點(diǎn)】 1．自來(lái)水的凈化過(guò)程。 2．硬水及其軟化。 3．過(guò)濾操作的原理及實(shí)驗(yàn)。 [要點(diǎn)1] 生活用水的凈化 某些農(nóng)村，利用明礬溶于水后生成膠狀物對(duì)雜質(zhì)的吸附，使雜質(zhì)沉降來(lái)達(dá)到凈水的目的。 城市生活用水是經(jīng)自來(lái)水廠來(lái)凈化處理的，其凈化過(guò)程見(jiàn)課本圖3-15。 注意：1．制作過(guò)濾器時(shí)濾紙和漏斗壁之間不要留有氣泡，否則會(huì)影響過(guò)濾速度，（簡(jiǎn)稱“一無(wú)”）而且濾紙邊緣要低于漏斗口。 2．過(guò)濾時(shí)，盛渾濁液體的燒杯口要緊靠玻璃棒，使液體沿玻璃棒流入過(guò)濾器。玻棒下端輕輕斜靠在三層濾紙的一邊，以免弄破濾紙。過(guò)濾器中液體要低于濾紙邊緣，否則，液體就會(huì)從濾紙和漏斗壁之間流下，達(dá)不到過(guò)濾的目的。漏斗下口要緊靠下面燒杯的燒杯壁，使濾波沿?zé)诹飨?，不?huì)向四周飛濺，而且提高過(guò)濾的速度。以上即為過(guò)濾操作中的“一無(wú)、二低、三靠”。 思考：如果通過(guò)過(guò)濾得到的濾波仍渾濁可能是什么原因造成的？怎么處理？ ①濾紙破損 ②液體高于濾紙邊緣 ③承接濾液的燒杯不干凈等都是可能原因； 對(duì)仍然渾濁的液體應(yīng)再次過(guò)濾，直至澄清為止。 討論：日常生活中還可以采用什么物品代替實(shí)驗(yàn)室中的過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾液體，得到較純凈的水。 可以自制簡(jiǎn)易凈水器，見(jiàn)課本圖3-23，用到的物品有砂石過(guò)濾層、活性炭層、蓬松棉、紗布等。 說(shuō)明：如果用活性炭層進(jìn)行過(guò)濾，不僅可以濾去不溶性物質(zhì)，還可吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去異味。市場(chǎng)的純凈水，有些就是利用活性炭吸附，過(guò)濾水中的雜質(zhì)而得到的。 思考：天然水經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附等凈化處理后得到的水是否是純凈物？ 不是，因?yàn)闇啙岬乃m然變澄清了，但這些過(guò)程除去的主要是不溶性雜質(zhì)，水中還有許多溶解性的雜質(zhì)。 [要點(diǎn)2] 硬水及其軟化 1．含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水，不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。 討論：你可采用哪些簡(jiǎn)單的方法區(qū)分硬水和軟水？（①加熱 ②用肥皂水） 2．使用硬水給生活和生產(chǎn)帶來(lái)的危害。 3．硬水的軟化。方法有許多，如煮沸、暴曬等。 [要點(diǎn)3] 制取蒸餾水 過(guò)程與裝置見(jiàn)課本圖3-21、圖3-22。 注意：為了提高冷凝效果，冷凝管內(nèi)的水流方向是由下向上，注意進(jìn)水管和出水管位置。 討論：1．蒸餾裝置中溫度計(jì)是測(cè)水的溫度，還是水蒸氣溫度？ 答案：是測(cè)水蒸氣溫度。 2．制取蒸餾水的簡(jiǎn)易裝置中導(dǎo)氣管很長(zhǎng)，它起到什么作用？ 答案：冷凝的作用。 【實(shí)例分析】 例1 下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．無(wú)色、無(wú)臭、清澈透明的水一定是純凈物 B．活性炭可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去臭味 C．青少年長(zhǎng)期飲用純凈水有益健康 D．使用硬水對(duì)生活和生產(chǎn)有益 分析：本題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，其中A、C、D答案均是錯(cuò)誤的。因?yàn)闊o(wú)色、無(wú)臭、清澈透明的水中可能混有可溶物。C中長(zhǎng)期飲用純凈水，對(duì)人有害無(wú)益。因?yàn)榧儍羲腥鄙偃梭w必需的微量元素，D答案使用硬水會(huì)對(duì)生產(chǎn)和生活帶來(lái)許多麻煩。 答案：B 例2 活性炭?jī)羲骺沙ニ械某粑叮且驗(yàn)樗哂校?） A．導(dǎo)電性 B．傳熱性 C．吸附性 D．氧化性 分析：活性炭除水中臭味，是利用它疏松多孔而具有吸附能力。因此是利用它的吸附性。 答案：C 例3 對(duì)于靜置、吸附、過(guò)濾、蒸餾等凈化水的操作，①上述操作中，凈化程度由高到低的順序是 ；②可以降低水硬度的是；③綜合運(yùn)用上述4項(xiàng)操作凈水效果更好，其先后順序是__________。 分析：本題主要考查水的凈化問(wèn)題，解題前先要認(rèn)真分析上述四種操作，理解它們各自的凈化原理。然后還要考慮水中所含雜質(zhì)情況，才能有針對(duì)性地逐一除雜。 答案：①由高到低的順序是：蒸餾、吸附、過(guò)濾、靜置 ②蒸餾 ③靜置、過(guò)濾、吸附、蒸餾。 【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 1．純水是____色，____臭，清澈透明的液體，而許多天然水里由于含有許多雜質(zhì)，因此常呈渾濁。 2．在某些鄉(xiāng)村，可以采用明礬凈水，是因?yàn)槊鞯\溶于水生成的膠狀物可以________懸浮于水中的雜質(zhì)，使之從水中_________出來(lái)。 3．含有較多可溶性_________化合物的水叫硬水，硬水很容易使水壺或盛水的器具上結(jié)_________。 4．在制取蒸餾水時(shí)，常在水中放入幾粒沸石（碎瓷片），其作用是_____________。 5．下列方法中能夠用來(lái)區(qū)別硬水和軟水的是（ ） A．觀察顏色 B．加入明礬，攪拌 C．溶解食鹽 D．加肥皂水?dāng)嚢? 6．下列說(shuō)法中有錯(cuò)誤的是（ ） A．過(guò)濾操作可以除去水中的不溶物 B．蒸餾水是凈化程度較高的水 C．鍋爐用水硬度太高十分危險(xiǎn) D．活性炭可以把硬水轉(zhuǎn)化為軟水 7．下列不屬于凈化水的措施是（ ） A．吸附 B.過(guò)濾 C．電解 D．蒸餾 8．在我國(guó)南方所飲用的水常是河水，由于河水中常含有大量的泥沙、懸浮物和細(xì)菌等雜質(zhì)?？捎么温人?HClO)殺死細(xì)菌，將漂白粉[主要成分是Ca(ClO)2]溶于水可生成CaC12和次氯酸。下列是某戶居民在飲用水之前對(duì)河水的處理步驟： 河水→A（明礬）→B（沉淀）→C（過(guò)濾）→D（漂白粉）→凈水 （l）可以除去較大顆粒、懸浮物雜質(zhì)的步驟是_________。 （2）能夠消毒殺菌的步驟為_(kāi)___________。 （3）A步中加明礬的作用是____________。 （4）該農(nóng)戶得到的凈水是純凈物，還是混合物________。其原因是____________。 9．有一種含有碎萊葉、碎塑料薄膜、泥沙、氯化鈉（可溶），還具有一定臭味的生活污水（生活污水的成分十分復(fù)雜，此處為了便于討論，已將其成分作了“簡(jiǎn)化”），將其經(jīng)去渣、去臭處理后可轉(zhuǎn)化為廁所的清洗用水。問(wèn)： （1）采取何種操作，可除去污水中的碎菜葉、碎塑料薄膜及泥抄？ （2）用什么物質(zhì)，可除去污水的臭味？ （3）把生活污水回收處理，進(jìn)行再利用的目的是什么？ ★海水淡化 在不斷提高人類保護(hù)水資源意識(shí)的同時(shí)，科學(xué)家們正在努力探索，追求解決淡水危機(jī)的良策。他們首先把目光瞄準(zhǔn)了茫茫大海，那里有取之不盡的水源，只要將海水中的鹽分去掉，就不愁沒(méi)有淡水了。關(guān)鍵的問(wèn)題是如何經(jīng)濟(jì)地使海水得以淡化。 目前，一些國(guó)家已使用分級(jí)蒸發(fā)法和循環(huán)滲析法來(lái)生產(chǎn)淡水。在一些能源富有的國(guó)家，如沙特阿拉伯、阿曼等國(guó)家，大都采用分級(jí)蒸發(fā)法。此法先將海水加熱、加壓，在較大壓力下送入第一個(gè)蒸發(fā)室做第一次蒸發(fā)，然后，再用小于一級(jí)蒸汽壓的壓力送入第二蒸發(fā)室做第二次蒸發(fā)。如此一級(jí)一級(jí)地蒸發(fā)下去，就可以從海水中得到大量的淡水了。目前世界上用這種方法生產(chǎn)的淡水量約為500萬(wàn)立方米，占世界人工生產(chǎn)淡水量的76％。 在日本、荷蘭等能源短缺的國(guó)家，一般采用循環(huán)滲析法。該法消耗能源少、操作方便，但技術(shù)設(shè)備要求較高，投資也大。此法是用一個(gè)由特殊樹(shù)脂制成的、巨大的半滲透隔膜，嚴(yán)格地守著關(guān)口，只讓淡水通過(guò)，把鹽分和雜質(zhì)都拒之門外。這樣，只需在盛有海水的一邊施加比海水滲透壓強(qiáng)大的壓力，水就可通過(guò)隔膜，從而得到淡水。如此循環(huán)不息，淡水就會(huì)源源不斷地生產(chǎn)出來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用此法生產(chǎn)淡水約150萬(wàn)立方米，占生產(chǎn)總量的20％。 海水淡化是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工程，需要我們大家共同探討研究。 ★活性炭在廢水處理中的作用 活性炭有多孔結(jié)構(gòu)，總表面積可達(dá)500 m2g-1～1 000m2g-1。它有強(qiáng)大的吸附本領(lǐng)。在廢水處理中的作用主要有以下方面： 除臭——除去由酚、石油等引起的異味； 去色——去除由各種染料形成的顏色或有機(jī)污染物及Fe、Mn等形成的色度； 除有機(jī)物——農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑、氯代烴、芳香族化合物以及其他生物難降解有機(jī)物的去除； 去除重金屬——Hg、Cr等重金屬離子； 合成洗滌劑的去除； 放射性物質(zhì)的去除。 ★水體污染源的類型 向水體排放或釋放污染物的來(lái)源和場(chǎng)所，都稱為水體污染源，這是造成水體污染的罪魁禍?zhǔn)祝瑥牟煌嵌瓤梢詫⑺w污染源進(jìn)行分類。 按水體類型來(lái)分： 大氣水污染源 這主要是指污染物質(zhì)進(jìn)入大氣對(duì)大氣水分造成的污染，也就是污染物對(duì)降水的影響。大氣水分對(duì)大氣起清潔劑的作用，如果它受到污染，不僅使大氣質(zhì)量下降，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形成直接的影響，而且，大氣污染源降至地表時(shí)，又引起地表水體、土壤等的二次污染。 地表水污染源 幾乎所有水污染源的污染物，都通過(guò)各種途徑進(jìn)入地面水體中，且向下游匯集。河川水、湖泊水對(duì)流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著極其重大的意義，一旦這些水體遭到污染，將會(huì)給人們的生活帶來(lái)極大的危害。 地下水污染源 地下水一般有一定的保護(hù)層，污染物很難進(jìn)入地下水體形成地下水污染源。但是，地下水體一旦被污染，則很難恢復(fù)，更新期特別長(zhǎng)。大氣水污染源和地表水污染源都可以通過(guò)下滲而轉(zhuǎn)化為地下水污染源。 （2）按污染源的形態(tài)來(lái)分 點(diǎn)污染源 它又分為固定的點(diǎn)污染源（如工廠、礦山、醫(yī)院、居民點(diǎn)、廢渣堆等）和移動(dòng)的點(diǎn)污染源（如輪船、汽車、飛機(jī)、火車等）。造成水體點(diǎn)污染源主要有以下幾種工業(yè)：食品工業(yè)、造紙工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬制品工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、皮革工業(yè)、染色工業(yè)等。點(diǎn)污染源排放污水的方式主要有4種：直接排污水進(jìn)入水體；經(jīng)下水道與城市生活污水混合后排入水體；用排污渠將污水送至附近水體；滲井排入。 線污染源 它是指輸油管道、污水溝道以及公路、鐵路、航線等線狀污染源。線污染源所形成的危害大大低于點(diǎn)污染源，但一旦形成污染源，其后果也是極其可怕的。 面污染源 它是指噴灑在農(nóng)田里的農(nóng)藥、化肥等污染物，經(jīng)雨水沖刷隨地表徑流進(jìn)入水體，從而形成水體污染。 （3）按水體污染源的動(dòng)力特性來(lái)分 人為污染源 從目前的情況來(lái)看，絕大多數(shù)的水體污染源都是人為污染源，即由于人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成大量污染物質(zhì)泄人水體而形成污染。 自然污染源 例如地下水流經(jīng)某一特定巖層后，其礦化度明顯提高或其酸堿度明顯變化；在一定條件下，某水體內(nèi)藻類等浮游生物急劇增長(zhǎng)，從而引起富營(yíng)養(yǎng)化的水體污染。 ★有關(guān)水體污染背景介紹 所謂“水體”一般是指海洋、湖泊、河流、沼澤、水庫(kù)、地下水的總稱。水體污染是指大量污染物排入水體，超過(guò)水體的自凈能力，使水和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生改變，從而降低了水體的使用價(jià)值的一種污染。水體污染會(huì)嚴(yán)重危害人體健康，據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，世界上有75％左右的疾病與水體污染有關(guān)，如常見(jiàn)的傷寒、霍亂、胃炎、痢疾和肝炎等。