跨学科实践活动1 自制简易净水器（教学课件）-2025-2026学年九年级化学上册（鲁教版2024）

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跨学科实践活动1自制简易净水器 九年级化学 上册·鲁教版2024学习内容导览明·学习目标 1.通过探究活性炭吸附性、过滤材料的选择，建立物质性质决定用途的化学观念，提升运用化学知识解决实际净水问题的能力。2.能根据净水需求选择合适材料，设计可调节流速的装置结构，在制作中考虑装置密封性、材料填充厚度等工程细节，培养“问题解决 — 方案优化 — 实践验证”的工程思维。3.通过小组合作完成设计、制作、评价全流程，提升团队协作与沟通能力，形成从多维度（创新、实用、美观）评价作品的综合素养。引·新课导入小区内的直饮水机野外探险者用简易装置净化泥水安全的饮用水是保障人体健康的重要基础。随着人们对饮用水水质要求的不断提高，一些居民社区、学校、火车站都安装了直饮水净水装置。这些净水器的工作原理和自来水的生产原理几乎是一样的。你能否利用生活中常见的材料，设计和制作一个简易的净水器呢?探·知识奥秘一、净水器的净化原理取水沉淀池过滤池吸附池配水泵加入絮凝剂常用明矾加速沉降不溶性杂质沉降除去不溶性杂质加入活性炭吸附颜色异味加入消毒剂二氧化氯等，发生化学变化 自来水厂的净化流程工业流程中的过滤和吸附，在我们的简易装置中可以用什么材料实现？探·知识奥秘一、净水器的净化原理①选择什么容器作为净水器主体？ 简易净水器的设计方案②材料填充的顺序是什么？③如何设计出口，控制水流速？④如何避免材料之间混合？⑤装置如何固定，防止倾倒？①主体用 1.5L 塑料瓶②填充顺序：纱布→小卵石→纱布→石英砂→纱布→活性炭→纱布→蓬松棉③出口处接带夹子的吸管，用夹子控制流速④每层材料之间用纱布隔开⑤用橡皮泥固定塑料瓶底部，防止倾倒。探·知识奥秘一、净水器的净化原理 简易净水器的设计方案初步隔离与导流，阻挡待净化水中体积较大的漂浮物（如树叶、树枝、大块泥沙颗粒粗过滤（去除大颗粒杂质）分层隔离，防止滤材混合精细过滤（去除微小颗粒杂质）保护吸附材料，避免颗粒流失吸附净化（去除色素、异味）过渡隔离，保护最终净化层深度净化与最终过滤探·知识奥秘二、制作简易净水器 制作简易净水器分发制作材料：小组全员共同核对实验材料，确保齐全。需准备 1.5L 塑料瓶 1 个、剪刀 1 把、蓬松棉 2-3 团、纱布 4-5 块、石英砂 100-150g、活性炭 50-80g、带夹子的吸管 1 根、橡皮泥 1 小块、浑浊水样（如加入泥沙的自来水）1 杯、透明接水容器 1 个、直尺 1 把、马克笔 1 支、绘图工具（铅笔、橡皮、彩笔）1 套明确小组内 4 名成员的具体职责，分别为“装置结构图绘制员”“工作原理图绘制员”和 2 名“方案检查员“，并简要沟通各岗位任务细节，确保分工清晰、责任到人。探·知识奥秘二、制作简易净水器 制作简易净水器小组分工1人画装置结构图（标注材料、尺寸）1人画工作原理图（用箭头标注水流方向，用 “×” 标注杂质被去除的位置2人检查是否符合任务要求，修改完善后，在图纸右下角标注小组名称，准备展示。探·知识奥秘二、制作简易净水器 净水器主体搭建塑料瓶预处理：由任意成员使用剪刀将 1.5L 塑料瓶的上半部分(瓶口以下约 1/3 处)剪开，保留带瓶底的下半部分作为净水器主体容器；用马克笔在瓶身外侧标注各过滤层的预计高度(如蓬松棉层 2cm、石英砂层 3cm、活性炭层 3cm)，方便后续填充材料。过滤层依次填充：按照 “蓬松棉→纱布→石英砂→纱布→活性炭→纱布→蓬松棉” 的顺序，分层向塑料瓶内填充材料。每填充完一层，用直尺轻轻压实，确保厚度均匀；且每层材料之间必须铺展平整的纱布，避免不同过滤材料混合，影响过滤效果。出口与固定装置安装：在塑料瓶底部侧面，用剪刀戳一个直径与吸管匹配的小孔，将带夹子的吸管一端插入孔内（确保接口处无缝隙，可轻微涂抹橡皮泥密封），另一端对准透明接水容器；取适量橡皮泥捏成底座形状，固定在塑料瓶底部外侧，防止净水器倾倒。探·知识奥秘二、制作简易净水器 实验验证与记录阶段01水样过滤操作：由 1 名方案检查员打开吸管上的夹子，另 1 名检查员缓慢向净水器顶部倒入浑浊水样（注意控制倒水量，避免水样溢出）；全体成员观察水流速度（若流速过慢，可适当调整夹子松紧）和接水容器内水样的澄清程度，记录过滤前后水样的外观差异。02装置与原理绘图完善：在过滤过程中,“装置结构图绘制员”根据实际搭建的净水器，在图纸上准确标注各材料名称（如1.5L 塑料瓶、石英砂过滤层）和实际尺寸（如各层厚度、瓶身高度）；“工作原理图绘制员” 用箭头在图纸上标注水流方向（从瓶口到吸管出口），并用 “×”在对应过滤层位置标注杂质被去除的情况（如在石英砂层标注 “去除较大泥沙颗粒”，活性炭层标注 “去除异味、色素”）。探·知识奥秘二、制作简易净水器 收尾与展示准备阶段2 名方案检查员对照任务单要求，逐一检查净水器的结构（如过滤层顺序、纱布使用、吸管安装）、实验操作（如水样过滤效果）和图纸内容（如标注完整性、准确性），若发现问题（如纱布未铺平、图纸尺寸标注错误），及时与小组其他成员沟通修改。在修改完善后的装置结构图和工作原理图右下角，共同标注小组名称；将净水器、实验材料、图纸整齐摆放在展示台上，准备进行班级展示，向其他小组介绍自制净水器的结构设计、过滤原理和实验效果。方案最终检查小组信息标注与整理探·知识奥秘二、制作简易净水器 讨论与反思有的小组净化后的水还有颜色，可能是什么原因？若水样色素浓度高（如深茶水、红糖水）、活性炭用量不足或颗粒过大（吸附面积小），净化后的水可能仍残留浅淡颜色（如浅黄色、淡褐色），说明色素未被完全吸附。探·知识奥秘二、制作简易净水器 讨论与反思我们可以如何改进？优化活性炭层设计1.增加活性炭用量：将原方案的 50-80g 调整为 80-120g，填充高度从 3cm 提升至 4-5cm，延长水样与活性炭的接触时间，增强吸附效果。2.选用细颗粒活性炭：替换为 20-40 目的细颗粒活性炭（原方案若用粗颗粒），增大比表面积，提升色素吸附能力。增加预处理过滤层在最上层蓬松棉下方，额外铺垫 1 层浸湿的医用纱布（或滤纸），先初步过滤水样中的部分色素和悬浮杂质，减轻后续活性炭层的吸附压力。探·知识奥秘二、制作简易净水器 讨论与反思有的小组净化后的水还有泥沙，可能是什么原因？若石英砂颗粒过粗（无法拦截细小泥沙）、蓬松棉未压实（缝隙过大）或纱布破损 / 未铺展（材料混合），接水容器底部可能出现少量细小泥沙沉淀，尤其倾倒水样速度过快时，杂质易穿透过滤层。探·知识奥秘二、制作简易净水器 讨论与反思我们可以如何改进？优化过滤材料规格与填充方式1.更换石英砂粒度：将原方案可能使用的粗石英砂（如 2-4mm），替换为细石英砂（0.5-1mm），搭配 1-2mm 的中石英砂（铺在细石英砂下方），形成 “上细下粗” 的梯度过滤，更高效拦截不同粒径的泥沙。2.加强材料压实与隔离：填充每层材料时，用直尺轻轻压实（力度以不破坏材料结构为宜），确保无明显缝隙；纱布选用密度更高的医用脱脂纱布（原方案若用普通纱布），且每层纱布边缘超出瓶身内壁 1-2cm，避免泥沙从边缘渗漏。控制水样倾倒与流速1.减缓倾倒速度：倒入浑浊水样时，使用小勺子缓慢添加（或在瓶口放置一个带小孔的塑料盖），避免水流冲击过大导致泥沙穿透过滤层。2.调整吸管夹子松紧：若流速过快，适当调紧夹子，使水流速度控制在 “每秒 1-2 滴”，让水样有足够时间与过滤材料接触，充分拦截泥沙。探·知识奥秘二、制作简易净水器 撰写活动报告探·知识奥秘二、制作简易净水器 小组评价探·知识奥秘二、制作简易净水器 小组评价探·知识奥秘二、制作简易净水器 小组评价探·知识奥秘二、制作简易净水器 小组评价探·知识奥秘二、制作简易净水器 拓展阅读2023 年 4 月 1 日，新版《生活饮用水卫生标准》正式实施，这一标准的更新旨在进一步保障居民饮用水安全。在原有指标基础上，新版标准新增了 “乙草胺” 等 4 项指标，使得生活饮用水卫生检测总指标达到 106 项。这些指标涵盖了微生物、毒理、感官性状和一般化学、放射性等多个方面，全方位为居民的饮水健康筑起防线。​此时，我们不妨思考一个问题：我们自制的净水器能达到这个标准吗？为什么？ 其实答案是否定的，自制净水器通常只能过滤水中的部分杂质、泥沙等，无法实现关键的消毒环节。而新版标准中对微生物等指标有严格要求，消毒环节是去除水中有害微生物、确保水质符合标准的重要步骤，缺少这一环节，自制净水器净化后的水自然难以达到 106 项指标的严格标准。探·知识奥秘二、制作简易净水器 课后拓展实验独立完成 “自制净水器净化含食盐水” 实验，熟练掌握实验操作步骤。准确观察、记录实验现象，分析自制净水器对可溶性杂质的净化效果。结合新版《生活饮用水卫生标准》，理解自制净水器的局限性，深化对专业饮用水处理的认知。理·核心要点1．学习了水的净化后，某同学利用课外时间自制了简易净水器(如图所示)，下列说法不正确的是（ ）A．该净水器能除去水中的色素和异味 B．硬水经过该净水器后可转化成纯净物C．该净水器中的小卵石和石英砂起过滤作用 D．该净水器没有消毒杀菌的效果析·典型范例B2．某学习小组开展“制作简易净水器”跨学科实践活动，作品如图所示。下列说法正确的是（ ）A．小砾石、石英砂可除去可溶杂质 B．装置甲的净水效果更好C．活性炭经过处理能够重复使用 D．该净水器可以降低河水的硬度析·典型范例CTHANKS!谢谢观看九年级化学 上册·鲁教版2024