人教版化学九年级上册4.2水的净化导学案(1)

- 1 - 第四单元 自然界的水——课题 2 水的净化（第一课时） 导学案 【学习目标】 1、了解纯水与自然水、硬水和软水的区别 2、知道自来水的净化原理。 3、初步理解吸附、沉淀、过滤等常用净化水的方法。 【问题思考】鲁滨逊流落在荒岛上，他只能从池塘中取得一些泥水。这些泥水可饮用吗？你能否从中提 取洁净的饮用水？ 【分析交流】自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里由于含有许多 性和 性的 杂质，因此常呈浑浊。而纯水是无色、无臭、清澈透明的液体。 一、纯水与天然水 类别 纯水 天然水（河水、湖水、井水、海水等） 外观 色、 臭、清澈 ；（浑浊/透明） 常呈 状态；（浑浊/透明） 所含物质 含 含 、不溶性和可溶性杂质； 物质类别 （纯净物/混合物） （纯净物/混合物） 【情境导入】生活离不开水，但是每天使用的自来水从水龙头流出时，泡沫许多，而且夹杂气味。这是 因为我们使用的自来水是经过水厂净化处理过，自来水中含有少量漂白粉。我们城市中的自来水是天然 水经过净化，达到生活用水标准，才能饮用。 天然水 自来水 纯净水 （ 物） （ 物） （ 物） 【含有 性和 性杂质】 【含有 性杂质】 【不含杂质】 【思考讨论】如何把河水、井水、湖水等含有杂质的天然水变成澄清的供我们饮用呢？自来水厂主要经 过哪些步骤净水？ 【分析讲解】自然界的水大多是成分复杂的混合物，除了含有许多可溶性和不溶性杂质以外还可能含有 毒物质和病原微生物等。不宜直接饮用。针对水质的不同，需对水进行净化处理。 【点拨分析】自来水厂的净水过程： ①取：从水库中取水。 ②加：加絮凝剂（主要是明矾），使悬浮的 状杂质被吸附凝聚。 ③沉：在反应沉淀池中 分离，使水澄清 ④滤：将沉淀池中流出较澄清的水通过过滤池， 进一步除去 （可溶/不溶）性杂质。 ⑤吸：从过滤池出来的水进入活性炭吸附池，利用活性炭吸附除去水中的臭味或有颜色的 （可 - 2 - 溶/不溶）性杂质和残留的少量 （可溶/不溶）性杂质。 ⑥投：进入清水池后投药消毒（氯气、二氧化氯等）杀灭水中的细菌、病毒，它是一个 （物理/ 化学）变化的过程，得到较纯净的自来水，供给用户。 【归纳小结】自来水厂的净化流程： 取水----（加絮凝剂）_________----- -----（活性炭） ----投药消毒----配水 【点拨归纳】自来水厂用到的主要的净水方法：沉淀→ →吸附→ 【强调说明】1、消毒属于 变化，其余属于 变化。 2、 、 、 分离混合物常用的方法。 【思考讨论】通过对净水过程的学习，已经知道水中的杂质可以分为可溶性和不溶性两大类。除去这两 类杂质要分别用到不同的方法，除去不溶性杂质可以用哪些方法呢？ 知识点 1 水的净化 二、水的净化 沉淀物 1、除不溶性杂质的方法 （1）沉淀 【讲述分析】静置沉淀是生活中最常用的一种方法。大家知道，当暖壶里只剩下少量水，倒 进杯里有些浑浊，若静置一段时间，则杂质就会沉到水杯的底部，而上部的水比较澄清。 ①静置沉淀：可以让部分大颗粒的不溶性杂质沉到容器的底部 【点拨分析】静置沉淀是不能去除去悬浮在水中的小颗粒及浮于水面的固体物质。 说明沉淀物的密度和大小限制静置沉淀法的净水效果。 【知识引导】如果解决静置沉淀法无法沉降“小”颗粒不溶性杂质的弊端，可以 用吸附沉淀的方法。 ②吸附沉淀 【实验探究】絮凝剂明矾的净水作用 【实验操作】分别取 2 个烧杯，各盛大半杯浑浊的天然水，向其中 1 个烧杯中加入 3 药匙明矾粉末，搅 拌溶解后，静置，观察现象。 【实验现象】添加明矾的浊液比未添加的要 （澄清/浑浊） 【实验结论】说明明矾具有一定的 能力。 【归纳小结】明矾的作用（净水原理）：溶于水形成 状物吸附杂质，使杂质 （沉降/上 浮）。即把细小的悬浮杂质集结为大的沉淀物而沉降。（集 为 而沉） 【情境导入】歇后语：竹篮打水一场空！我们知道黄河水是一碗水半碗沙，用竹篮打黄河水还会一场空 吗？用同样的竹篮打黄河水，想沙更多留在竹篮，可以在竹篮里铺上一层纱布，这类似于过滤的方法。 如果要想比较彻底除掉不溶性杂质过滤是最常用的一种方法。 知识点 2 过滤 (2)过滤 ①过滤是混合物分离的方法之一，适用于 体与 体的混合物的分离。也可以两 种 体的混合物（一种固体易溶于水，另一种固体难溶于水）常用加水溶解再过滤的方 法分离。 ②所需仪器和用品：铁架台（带铁圈）、 、 、 、滤纸 ③滤纸的折叠。 - 3 - 【强调注意】一张圆形滤纸，如图所示折好并放入漏斗，使之紧贴漏斗壁，用少量水润湿滤纸并使滤纸 与漏斗壁之间不要有气泡。 【思考讨论】滤纸为什么要先用水润湿后，再放入漏斗内，且中间不能留有气泡？如漏斗内壁与滤纸中 间有气泡，应怎样处理？ 【点拨分析】滤纸不用水润湿无法紧贴漏斗内壁，使滤纸与漏斗之间有气泡，会影响过滤 。如 果发现有气泡，应使用 轻轻地赶走气泡。 【图形展示】 ④过滤操作要点：一贴、二低、三靠 ▲“一贴”：滤纸要紧贴 内壁 。(原因：加快过滤速度) ▲“二低”：a.滤纸要低于 的边缘；(原因：防止液体从漏斗外流出) b.漏斗里的液面要低于 的边缘。(原因：防止液体过滤不充分) ▲“三靠”：a.过滤时玻璃棒要紧靠在有 层 的一边；(原因：防止戳破滤纸，并使过滤充分) b.盛过滤液体的烧杯口紧靠在 上；(原因：防止液体溅出) c.漏斗的下端紧靠在 的内壁。(原因：防止液体溅出) 【思考讨论】日常生活里，你可以利用什么物品代替实验室中的滤纸和漏斗来过滤液体？ 【分析交流】在日常生活中可用脱脂棉、纱布等代替滤纸；可用各种饮料瓶代替漏斗来过滤液体。 【问题讨论】①过滤时玻璃棒起什么作用？ ▲玻璃棒起 的作用。 ②过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有那些？如何处理？ ▲原因：(1) ；(2) ；(3) 等。 ▲处理方法： 。 ③河水过滤后，滤液可以喝吗？ ▲ （能/不能），因为 。 【思考交流】上面讨论的是除去不溶性杂质的方法。那么，对于可溶性的杂质应怎样除去呢？ 2、除可溶性杂质的方法 【分析讨论】前面我们讲自来水厂净化水的过程时，曾说到“活性炭吸附池”， 大家明白这个“活性炭吸附池”也起除杂质的作用，活性炭具有 性。 ▲常用吸附剂：木炭、活性炭；（活性炭：它具有较强的 性，不仅 能除去水中 的杂质，还能除去水中 的杂质。） 【知识拓展】活性炭的净化作用： ①活性炭具有 的结构，因此具有很强的 能力。 ②活性炭可以吸附一些有颜色的 体或 体，除去水中 的 ，同时对水起到过滤作用。 ③活性炭净化水，既可以除去 性的杂质，也可以除去部分 性的杂质。 ④净水器中入水口在下面，出水口在上面，是有利于 。 - 4 - 【小结归纳】活性炭具有吸附性，所以常被作为净水剂。市场上出售的净水器，有些就是利用活性炭吸 附性能而过滤水中的杂质。可见，吸附是常见的除去 （可溶/不溶）性杂质的一种方法。 (1) 吸附： ①可以除去液体中的某些不溶性杂质和可溶性杂质，还可以除去液体中 和 。 ②这个变化是属于 （化学/物理）变化 【即学即练】 1、自来水厂净化水的处理过程可表示为：取水沉降过滤吸附消毒送水。发生化学变化的是 ( ) A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．消毒 2、下列混合物可用过滤方法来分离的是（ ） A．水和二氧化锰 B．铁粉和铜粉 C．酒精和水 D．食盐水 3、过滤操作的下列步骤中错误的是 ( ) A．取一张圆形滤纸，对折两次，打开成圆锥形，放入漏斗 B．如果滤纸高于漏斗边缘，用剪刀剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低 C．用少量水润湿滤纸，使滤纸紧贴漏斗，滤纸层与漏斗壁间不留气泡 D．用玻璃棒轻轻搅动漏斗中液体，以加快过滤 4、下列实验操作符合操作规范的是（ ） A．为了便于观察，给试管加热时，试管口应对着自己 B．为了证明一瓶药品是蔗糖还是食盐，可品尝一下其味道 C．实验室用剩的药品，不能放回原瓶，但可丢入垃圾堆中 D．过滤时，漏斗中的液面应低于滤纸的边缘 5、下列关于过滤操作的叙述不正确的是（ ） A．滤纸的边缘要低于漏斗口 B．液面不要低于滤纸的边缘 C．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 D．漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁 6、老师提供漏斗、烧杯、滤纸、铁架台，让小超做过滤泥沙水实验，他认为还缺少一种．他认为缺少的 仪器或用品是（ ） A．小烧杯 B．玻璃棒 C．药匙 D．长颈漏斗 7、活性炭具有吸附作用，经过活性炭净水器过滤的天然水不能达到的是（ ） A．除去原有的不溶性物质 B．除去原有的臭味 C．除去一些溶解的杂质 D．除去所有的杂质，得到纯净水 8、某化学兴趣小组的同学用洁净的塑料瓶从河中取回一定量的水样，然后进行如下研 究分析： （1）将浑浊的河水样品倒入烧杯中，加入明矾粉末（吸附杂质，使杂质沉降）搅拌， 静置一会儿； （2）将静置后的河水采用如图所示的装置进行过滤，请问：图中还缺少的一种仪器是 ，其作 用是 图中实验装置还存在的两处错误是： ， 。 （3）某同学用如图的装置进行过滤操作，实验后发现滤液仍浑浊，请你写出可能的两点原因： ① ；② 。 - 5 - 第四单元 自然界的水——课题 2 水的净化（第二课时） 导学案 【学习目标】 1、了解硬水和软水的区别。初步了解硬水的危害及硬水的软化方法。 2、了解蒸馏净化水的方法。 【设疑引入】经过静置、过滤、吸附等净化处理后的水变得相当澄清，所得的水就是纯水了吗？ 【分析交流】经过这些手段只除去水中的不溶性杂质、小部分可溶性杂质和异味，但水中还有许多溶解 的杂质。 【思考讨论】用什么方法能将水中的可溶性杂质除去？ 知识点 3 蒸馏 (2)蒸馏：给液体加热，使它变为 气，再使 气冷却，凝聚成 体，这种方法叫做蒸馏。 【状态变化】液——气——液 【实验原理】根据 态混合物中各成分的 点不同进行分离。 例如：工业制取氧气、蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的。 蒸馏也可以把挥发性液体与溶解在液体中的不挥发性杂质分离开来。 【目的作用】除去 性杂质和 性杂质。 【比较小结】我们学习了沉淀、过滤、吸附、蒸馏四种水的净化方法，现在来小结一下它们净水的效果。 三、几种净水方法的比较： 方法 原 理 作 用 沉淀 静置沉淀，使不溶性的杂质沉降下来并与水分层 除去不溶性杂质 吸附沉淀，利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附 除去水中悬浮的杂质 过滤 让液体通过具有细微孔隙的材料，将不溶性固体杂质截留 而除去 除去不溶性固体杂质 吸附 利用活性炭或木炭的吸附作用把水中一些不溶性杂质和一 些溶解性杂质吸附在表面 除去部分不溶性和可溶性杂质， 臭味、颜色等 蒸馏 通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水 除去可溶性杂质和不溶性杂质 【归纳小结】沉淀、吸附、过滤、蒸馏几种净化水的方法都是物理方法，而净化程度最高的是 。 【思考讨论】如何综合利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化水？ 【分析点拨】净化水时一般是先通过静置使水中悬浮的大颗粒固体沉降，再加入絮凝剂使水中悬浮的小 颗粒固体凝聚而加快沉降，然后通过过滤能除去水中不溶性固体杂质，但对于可溶性杂质过滤并不能除 去，蒸馏除去了水中所有的杂质，所得到的水为纯净物，所以在这四个过程中静置沉淀的净化程度最差， 其次是吸附沉淀，再次是过滤，净化程度最高的是蒸馏；综合运用上述静置沉淀、吸附沉淀、蒸馏操作 净化水的效果更好。 【思考讨论】如果我们在野外只有浑浊的水，如何得到饮用水？ 【交流分析】先静置，后分离，条件可能就制一个临时净水器，最后煮沸。 【问题转入】有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具结水垢，这是为什么？用有些地区的水洗衣服， 放很多肥皂，衣服仍洗不干净？ 有些地区的水很容易使水壶或盛水的器具上结水垢，就是因为该地区的水中溶有较多的可溶性钙和 镁的化合物，在水加热或长久放置时，这些化合物会生成沉淀（水垢）。 - 6 - 知识点 4 硬水和软水 四、硬水和软水 1、定义： ①硬水：含有较多 （可溶/不溶）性的 化合物的水。 ②软水：不含或少含 （可溶/不溶）性的 化合物的水。 【思考讨论】硬水和软水怎样区别？ 2、硬水和软水的检验： 法 （ 水） （ 水） ▲鉴别硬水和软水的操作方法：将待测液体于烧杯(或试管)中，加入适量的肥皂水，用玻璃棒搅拌（或 振荡）。若出现 泡沫，就是 水；若 泡沫或出现 ，就是 水。 【鉴别步骤】 样品→ 容器→ 试剂→ 现象→ 结论 【知识延伸】硬水和软水都是 物，只是硬水中含有的可溶性钙、镁化合物 ，而软水中含 有的可溶性钙、镁化合物 。 【思考讨论】硬水有哪些危害呢？ 3、硬水的危害： ①用硬水洗衣服，会和肥皂反应， （提高/降低）洗涤效果。时间长了还会使衣服变 （硬/软）。 ②锅炉用硬水，易使炉内结垢，不仅浪费燃料，且易使炉内管道变形、损坏，严重者可能引起 。 ③长期饮用硬度很高的水， （有/不）利于人体健康。 【思考讨论】既然硬水给我们的生活和身体带来了这么大的危害。所以无论是饮用还是日常使用都不能 用硬水。那么我们如何才能降低水的硬度，让它变成可供我们使用的软水呢？ 知识 5 硬水的软化 【点拨分析】我们可设法除去或减少硬水中的钙、镁化合物，这样可以使硬水变成软水。使硬水变成软 水这一过程称为硬水的 。 【思考交流】软化硬水的方法有哪些呢？ 【强调注意】当某物质所含的杂质不止一种时，可先考虑物理方法除去(或分离)一种或几种杂质。 【分析交流】工业上和科学实验中软化硬水的方法很多。生活中通过煮沸也可以降低水的硬度，达到软 化硬水的目的。 【转折引入】煮沸使硬水变为软水，但得到的水不是纯净物，要想从自来水中得到水这种纯净物，必须 通过其他的方法 【思考讨论】那有没有一种方法，既可以除去水中的可溶性杂质，又能够降低水的硬度呢？ 【分析小结】那就是蒸馏。 4、硬水软化的方法： (1)生活中：常用 的方法 (2)实验室：常用 的方法 【分析概述】实验室常用的蒸馏水就是一种净化程度较 的水，而且水的硬度又比较 。 ▲蒸馏的作用：可使硬水中的钙、镁留在容器内，降低水的硬度，去除 溶性物质和 物。 【思考讨论】1、冷却管的水应该怎么进出？ 答：冷却管的水应 进 出，有利于水蒸气的 2、蒸馏瓶中为什么要加几粒沸石或碎瓷片？答：防止加热时，出现液体 - 7 - ②实验步骤： a、用酒精灯 焰给受热一起预热后加热； b、对蒸馏烧瓶加热时， (能/不能)直接加热，一定要 垫 ，蒸馏烧瓶中液体体积在容器容积的 1/3 或 2/3 之间； c、温度计 （能/不能）直接插入蒸馏烧瓶的液体之中， 应使温度计水银球与蒸馏瓶支管口位于同一水平线上； d、蒸馏烧瓶支管的橡皮塞，必须使管口 ，以防蒸馏出来的液体接触橡皮塞而带入杂质； f、冷凝管中的冷水的走向应是下口 、上口 ，以使蒸汽充分 。 ▲简易装置 【实验步骤】a、在烧瓶中加入约 1/3 体积的硬水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现 。 b、连接好装置，使各连接部位严密不漏气。(实验前要检查装置的 性。) c、间接加热烧瓶，必须垫上 ，避免液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。 d、弃去开始馏出的部分液体（开始馏出的液体有清洗仪器的作用），收集到 10 mL 左右蒸馏水后，停止 加热，用肥皂水比较水蒸馏前后的硬度变化。 【实验结论】通过蒸馏 （能/不能）软化硬水。 【思考分析】易装置中导气管很长，烧杯中也装有冷水，它们共同起到的作用是什么？ 答：这是起到 作用 【规律方法】（1）实验室制备的蒸馏水是净化程度较 的水，一般由工业生产提 供，在实验室里也可以制取蒸馏水。 （2）蒸馏属于 变化。 【释疑解难】过滤和蒸馏的异同点是什么？ 【点拨分析】相同点：过滤和蒸馏都是混合物分离常用方法，属于物理变化； 不同点：过滤只能除去不溶性杂质，不能除去可溶性杂质，所以过滤不能降低水的硬度，所得的水不能 看作纯水。蒸馏既可以除去不溶性杂质，也可以除去可溶性杂质，所以蒸馏可以降低水的硬度，所得的 蒸馏水可以看作纯水。 【知识延伸】硬水其实并不是毫无是处，否则不会有那么多人买矿泉水喝。因为钙和镁都是生命必需元 素中的金属元素。科学家和医学家们调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的 死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。所以，长期饮用过硬或者过软的水都不利 于人体健康。 【即学即练】 1、下列方法中能够用来区分硬水和软水的是 ( ) A．观察颜色 B．加入明矾、搅拌 C．溶解食盐 D．加肥皂水搅拌 2、下列各组混合物可用过滤法进行分离的是 ( ) A．酒精和水 B．食盐和泥沙 C．食盐水 D．铁粉和铜粉 3、天然水分别经过下列净化操作后,一定能得到软水的是( ) A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 4、下列不属于净化水的措施是 ( ) A．吸附 B．过滤 C．电解 D．蒸馏 - 8 - 5、利用活性炭吸附、过滤水中的杂质的（ ） A．物理变化 B．化学变化 C．化合反应 D．氧化反应 6、进行过滤操作时，起引流作用的仪器是（ ） A．玻璃棒 B．漏斗 C．烧杯 D．滤纸 7、能除去河水中的可溶性杂质的方法是（ ） A．沉淀 B．蒸馏 C．吸附 D．过滤 8、下列净化的操作，净化程度最高的是（ ） A．静置 B．吸附 C．过滤 D．蒸馏 9、过滤时必须使用的一组仪器是（ ） A．蒸发皿、量筒、玻璃棒 B．烧杯、漏斗、玻璃棒 C．漏斗、试管、玻璃棒 D．试管、坩埚钳、烧杯 10、日常生活中有人喜欢蒸馏水。有关蒸馏水的下列说法中，正确的是（ ） A．它是纯天然饮品，不含任何化学物质 B．它含有人体所需的矿物质和多种微量元素 C．它清洁、纯净，但长期饮用对健康无益 D．它是净化程度较高的硬水 11、下列物质一定属于纯净物的是（ ） A．经过吸附、沉淀、过滤后而得到的水 B．饮用的井水 C．硬水经过处理后得到的水 D．部分结冰的蒸馏水 12、右图为同学自制的简易净水器： (1)小卵石、石英沙、膨松棉的作用是 ，活性炭的作用是 。 (2)净化后是硬水还是软水？可用 检验。 (3)长期饮用硬水对人体健康不利，要降低水的硬度，可采 取 。 13、自然界的水含有各种杂质，可以用不同的方法进行净化。 右图所示是用空塑料饮料瓶、带导管的单孔胶塞、蓬松棉、纱布、活性炭、小 卵石、石英沙等材料自制的一个简易净水器。 ①根据上述净化材料的特性，B 层放置的材料最好是 ； ②该净水器不同位置的纱布所起的主要作用不同， 其中第二层纱布的主要．．作用是 ； ③你认为上述简易净水器（填“可以”或“不可以”） 将硬水变成软水。 【知识补充】（1）小卵石层：过滤除去水中较大的漂浮物。 （2）石英砂层：过滤除去水中的泥沙等固体小颗粒。 （3）活性炭层：吸附除去异味、颜色等。 （4）膨松棉层：过滤除去上层留在水中细小的碳粉。 （5）纱布：为了分割各个过滤层使得界面明显清晰。 14、右图是制取蒸馏水的装置。（1）在连接好装置后，应先检查_______________， 再加入水和沸石进行_________，冷凝水从______(“A”或“B”)入。 （2）在烧瓶中加入沸石的目的是__________。 （3）取锥形瓶中的水加入肥皂水，实验现象为_________________ 。