初中科粤版（2024）跨学科实践活动：水的净化与自制净水器教学课件ppt

这是一份初中科粤版（2024）跨学科实践活动：水的净化与自制净水器教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了教学重点，教学难点，教学重难点，核心素养目标，操作要点，滤纸紧贴漏斗内壁，滤纸边缘低于漏斗口，液面低于滤纸边缘，烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处等内容，欢迎下载使用。
1.掌握沉淀、过滤、吸附三种基础净水方法的原理与操作要点，牢记过滤 “一贴、二低、三靠” 操作规范。2.了解自来水厂完整净水流程，区分不同净水环节的作用。3.掌握简易净水器的材料搭配、填料顺序与组装要求。
1.从微观角度理解不同净水方法分离杂质的原理，构建混合物分离的基本思维模型。2.规范完成过滤实验操作，分析滤液浑浊等实验异常的原因。3.根据净水效果优化自制净水器的结构与材料。
认识天然水属于混合物，明确沉淀、过滤、吸附属于物理变化，消毒涉及化学变化；理解不同净水方法依据物质颗粒大小、吸附性等性质差异分离杂质的原理。
运用对比、归纳的方法分析不同净水方式的优劣，总结混合物分离提纯的一般思路；能结合实验现象推理实验异常的原因，形成逻辑推理能力。
能独立完成沉淀、过滤、吸附的探究实验，熟练掌握基本实验操作；小组合作完成简易净水器的设计、制作、测试与优化，提升动手实践与团队协作能力。
养认识净水技术对生活、公共卫生的重要价值，了解生活饮用水卫生标准；树立节约用水、保护水资源、爱护水环境的意识，体会化学服务生活的意义。
同学们，水是生命之源，我们日常饮水、洗漱、做饭都离不开水。大家不妨思考一个问题：河里、池塘里的天然水清澈吗？能不能直接饮用？（展示浑浊天然水、显微镜下水样图片）肉眼可见天然水中混有泥沙、浮渣，借助显微镜还能发现色素、有害离子以及细菌等微生物，这些杂质都会危害人体健康，因此天然水绝对不能直接饮用。 我们每天打开水龙头就能用到干净的自来水，大家知道这些浑浊的天然水是如何一步步变成可使用的自来水的吗？遭遇野外缺水、突发灾害等紧急情况时，我们又该如何就地取材，将脏水转化为安全的饮用水？自来水厂有一套完整的净水工艺，生活中也有各式各样的家用净水器，而今天我们就化身小小 “净水工程师”，一起学习沉淀、过滤、吸附等基础净水方法，揭秘净水背后的化学原理，还会利用小卵石、石英砂、活性炭等常见材料，亲手设计并制作简易净水器，用化学知识解决生活中的实际问题。接下来，就让我们一起开启这场 “浊水变清泉” 的探究之旅吧！
观察活动：使用目测法和显微镜法观察浑浊的天然水。
1. 取约 100 mL 浑浊的天然水置于烧杯中，用肉眼观察水中存在的杂质。（注：使用新鲜提取或冷藏保存 6 小时内的天然水进行观察）
天然水中含有泥沙、腐殖质、藻类、浮渣等难溶性物质。
2. 取几滴烧杯中的天然水，制作临时装片并用光学显微镜观察天然水中还有哪些杂质。
水中含有色素等可溶性杂质以及细菌等微生物。
（1）难溶性杂质：泥沙、腐殖质、藻类、浮渣等。
（2）可溶性杂质：对人体有害的离子、色素等可溶性杂质。
（3）微生物：细菌等。
常用的净水方法：沉淀法、过滤法和吸附法。
浑浊的天然水中杂质分类
水分层，上层水较澄清，底层水较浑浊
较重的不溶物在重力作用下沉降
水分层，上层水十分澄清，底层有大量悬浮物沉淀
硫酸铝或明矾有净水作用
利用重力作用以及物质的溶解性差异
利用吸附剂的吸附作用来去除水中的悬浮颗粒
观察活动：学习水的净化方法—沉淀法
过滤器的制备：取一张圆形滤纸对折两次，打开成圆锥形放入漏斗内，滤纸边缘略低于漏斗口，用手压紧，并用水润湿，组装实验仪器
观察活动：学习水的净化方法—过滤法
把 [ 实验 3-8 ] 中经硫酸铝或明矾沉淀后的水沿玻璃棒缓慢倒进漏斗中，用烧杯收集滤液。
防止液体从滤纸和漏斗壁之间的间隙流下，使过滤失败
①烧杯中得到的滤液与过滤前的水相比，有何不同？
过滤前的水由于含有悬浮物、颗粒物等杂质，因此显得浑浊。而经过过滤后，这些杂质被有效去除，滤液中的悬浮物和颗粒物含量大大减少，因此滤液显得更加清澈透明。
过滤是利用颗粒大小性差异将液态和固态的混合物分离。
1. 过滤后，滤液仍浑浊的原因可能是什么？
（1）滤纸破损；（2）漏斗内液面高于滤纸边缘；（3）仪器不干净
2. 过滤在生活中有哪些应用？
滤液的颜色变为无色，活性炭颗粒在滤液中沉淀下来
观察到少量的微小颗粒状物质、色素、细菌等
几乎没有微小颗粒状物质，色素、细菌等减少
观察到少量细菌等微生物
观察活动：学习水的净化方法—吸附法
沉淀法使水中密度较大的颗粒物质沉降
吸附法除去有色、异味以及部分溶解性有机物
过滤法除去水中的不溶性杂质和较小的悬浮颗粒
剩余溶解性盐类、矿物质、微量有机物等杂质未去除
2. 自来水厂净化处理过的水能够直接饮用吗？
自来水厂能除去天然水中大多数杂质，但是水体中对人体有害的离子，以及加氯消毒过程中残留的含氯物质（余氯）是不能被完全除去的，同时输水管道中也难免有些不洁物质和致病细菌，因此不宜直接饮用自来水，应将自来水煮沸后再饮用，或使用市售家用净水器进行二次滤水。大多数国家都有对应的生活饮用水卫生标准，只有通过水质检测，满足生活饮用水卫生标准的水才能饮用。
知识视窗—生活饮用水卫生标准
2022 年 3 月 15 日，国家市场监督管理总局与国家标准化管理委员会联合发布了《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022），以强制性国家标准形式对97 项水质指标作出了限值规定，涉及饮用水中与人体健康相关的多种因素，明确规定了我国饮用水的水质标准。水质是水体质量的简称。生活饮用水的卫生要求是：感官性状良好（无色、透明、无异味、无异臭及无肉眼可见物）、流行病学上安全（无病原微生物和寄生虫卵）、化学组成对人无害（无有害的化学物质和放射性物质）。常见的水质常规指标主要有浑浊度、肉眼可见物、pH（酸碱度）、总硬度等。
应急情况下，我们可以利用生活中常见的物品，使用学过的净水方法，制作简易的净水器，对自然界中的水进行初步净化，满足生活需要。
自制净水器需综合考虑各层材料的种类与厚度、填料顺序、容器规格（大小、形状）等因素，合理设置进水与出水方向，以提高净水效率；同时还需要根据成本调整材料厚度、填料层数、材料种类等。
自制净水器要考虑的因素
实验用品：20 mL 浑浊的天然水、可进行组装的不同规格的实验盒、石英砂、小卵石、活性炭、纱布、蓬松棉、导管。
1. 方案一与方案二相同之处是什么，不同之处是什么？
填充材料的种类及其厚度相同；填料的顺序不同。
2. 对比方案一与方案二的净水效果的数据或描述（如时间、回收水量、浑浊度、颜色、气味等），你能得出什么结论？
方案二用时更长，回收水量相当，浑浊度更小，颜色更浅，都无气味，说明石英砂放在下方的净水效果更好。
3. 你认为还有哪些措施（如串联装置）可以提升净水效果？
按照由上及下的顺序为小卵石、石英砂、活性炭和蓬松棉时净水效果较好，适当加大石英砂的厚度净水效果更好。
请你与小组成员合作，选择下列合适材料，设计并画出简易净水器方案图。（要求：可净化 100 mL 浑浊的天然水）
取100mL有颜色的浑浊的天然水，慢慢注入自己小组制作的净水器中，注意不要让水溢出，记录净水效果。
（1）对比其他小组不同的净水器，分析净水效果存在差异的原因。
（2）根据以上净水效果，不断优化自己小组的净水器并美化其外观。
混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异，选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有：分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路，过滤是其中常用的分离方法。
思路与方法导引：混合物分离的一般思路与方法
展示前请给小组净水器产品设计名字与商标，撰写一份说明书。展示时每个小组派出一名组员，介绍并展示净水器，特别说明净水器设计的优点与特色。
请各小组从净水效果、过滤速率、制作工艺等角度进行自评与互评。根据展示的自制净水器、撰写的说明书及展示现场演说的效果，颁发“班级净水器合格认证证书”“班级净水器优秀证书”，同时为表彰创新设计，颁发“班级外观设计专利书”“班级发明专利证书”。
（1）对比自己小组的净水器和常见家用净水器，分析二者构造和净水效果差异，查阅资料了解家用净水器常使用的反渗透（RO）膜的作用，思考如何改进和提高自己小组净水器的净水效果。 （2）调查你所在社区净水器的使用情况，了解居民健康饮水、节约用水的情况，撰写调查报告。
1. 水是生命之源，下列有关水的说法正确的是( )　　A. 水中加入明矾能杀菌消毒B. 为了加快过滤速率，可用玻璃棒搅拌浊液C. 海水通过沉淀、过滤、煮沸后就可以饮用了D. 为了防治水体污染，应该合理使用化肥和农药
2. 下图是《天工开物》中记载的甘蔗制作红糖的主要步骤，属于过滤操作的是( ) A. 削蔗去杂 B. 石辘碎蔗 C. 渣汁分离 D. 热锅熬糖
3. 净化水的方法有：①过滤、②加明矾吸附沉降、③活性炭吸附、④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为( )A. ①②③④ B. ②④①③ C. ②①③④ D. ①③②④
4. 某同学将浑浊的河水样品倒入烧杯中，先加入明矾粉末搅拌溶解，静置一会儿后，采用如图所示装置进行过滤，请问：
(1)加明矾的作用是___________________，图中还缺少一种仪器是_______，其作用是___________________，这种仪器还可以用生活中的_______来代替；图中还有一处明显的错误是___________________________，这样做的目的是____________。
漏斗下端没有紧靠烧杯内壁