第15讲 跨学科实践活动3-【暑假衔接】2024年新九年级化学暑假衔接精品讲义（人教版2024）

1.科技进步为人类健康作出的贡献 （1）基于航天技术的太空制水机，在净水的基础上再制水，并添加钙、镁、锌、钠等矿物质，促进人体健康 （2）针对砷和氟超标等问题，科学团队研发了一系列新材料，可以有效地吸附砷和氟，并在过去的研究基础之上，开发了“大通量电渗析技术”，可以廉价高效的去除水中的氟和钙。 2.自来水的生产过程 1.混凝剂常用明矾，还可用硫酸、聚合氯化铝等。投药消毒常用氯气、二氧化氯或臭氧等 1.水质检测的指标 指标 包含项目 物理指标 色度、嗅和味、温度、溶解氧、透明度和浑浊度、悬浮性和溶解性固体、挥发性和固定性固体 化学指标 pH、硬度、酸碱度、总磷、氨氮等 生物指标 细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒 毒理指标 砷、镉、硌、铅、汞、氟化物等 2.水质检测 （1）采集水样：选择合适的采样点。使用干净的容器，按照规定的方法采集水样，注意避免人为污染。 （2）处理水样：除去水样中存在的悬浮物、颗粒物、有机物等，常用的处理方法有沉降、过滤、吸附等 （3）测定指标：根据实际，选择适当的指标进行测定，如硬度、pH、溶解氧、氮氨、总磷等。选择专业的水质检测仪器进行测定，按照标准方法进行操作。 （4）分析结果：根据测定结果，进行数据分析和评估，将实测结果与相关水质标准进行比较，判断水质是否符合标准。 1.制作净水器 [材料]两个塑料、一些石头（或砾石）、沙子、活性炭、细棉布（或滤纸）、剪刀、棉絮。 [制作过程] （1） 切割瓶子：旋开瓶盖，用剪刀将其中一个塑料瓶从中间剪开，使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。 （2） 放置材料：如图，将塑料瓶的底部放在桌面上，作为收集滤液的容器。将漏斗状的过滤器倒放在容器上，并向其中依次放置棉絮、细棉布、活性炭、细棉布、沙子、细棉布和石头。 （3） 功能测评：用另一个塑料瓶取适量天然水，并将其缓慢倒入净水器中进行净化，并将所得水与天然水比较。 1.水是人类宝贵的自然资源。如图是某同学学完“水的净化”后利用矿泉水瓶、蓬松面、纱布、活性炭、鹅卵石和石英砂设计的自制净水器。请你回答下列问题。 （1） 图中标注材料中，a是 ，b是 。 （2） 使用一段时间后，有关物质吸附杂质已达到最佳效果。这时清洗后可以继续使用的是纱布、石英砂和 ，需要更换的是蓬松棉和 。 2.水是生命中不可或缺的物质。化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，决定对日常生活中司空见惯的自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。 活动一：参观自来水生产过程 【参观实践】 (1)同学们在老师的带领下来到太原市自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加混凝剂→过滤→吸附→ →配水。 活动二：测量自来水的硬度 【查阅资料】同学们查阅了相关资料，了解到国家有关水的硬度的标准为： 类别 极软水 c软水 中硬水 硬水 高硬水 以CaCO3浓度计（mg/L） 0～75 75～150 150～300 300～450 450～700 【进行测量】 (2)同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于 。同学们又向此自来水中加入少量肥皂水，搅拌后观察到 ，也得出了相同结论。 活动三：自制简易净水器 【交流探讨】同学们认为，虽然自来水的水质在出厂时已检验合格，但在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自来水时，最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。 【成果展示】 (3)同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示，请你与他们一同完成对有关结构的说明（如图） 。    3.水是生命之源，学习了《自然界中的水》之后，某化学小组对泰安市区饮用水的来源及净化产生了兴趣，并开始了系列探究。 问题组一：水源地是哪里？处理前水质如何？怎样处理可以达到饮用标准？ 【调查研究】黄前水库是泰安城区重要的水源地，通过实地调查，明确了该水源中水质情况，在处理前，该水源除水之外，还含有 、可溶性矿物质、有颜色或异味的杂质、细菌等杂质。 【参观考察】小组同学通过参观考察，绘制了自来水厂处理水的过程模拟图： （1）澄清池主要沉降去除大颗粒泥沙，一般会加入适量明矾作絮凝剂，其主要目的是 ； （2）滤水池底部铺有干净细沙，主要起到过滤作用，其主要目的是除去 ； （3）进入X池的水含有少量色素和异味，X池中应该加入 试剂，以除去这些杂质； （4）进入气管网或水塔之前应该加入氯气，主要目的是 ； 【反思质疑】处理后的饮用水是纯水吗？经过讨论之后，同学们一致认为不是，理由是 。 问题二：怎样处理才能得到纯水？ 【实验探究】学习小组在黄前水库取了一烧杯水。然后按照以下步骤进行实验，得到了纯水。 【反思交流】（1）上述净化过程是将混合物分离为纯净物的过程。分离提纯混合物基本思路是，先除去不溶性杂质，再除去可溶性杂质，上述中的步骤 和 （填字母序号），都是将不溶性杂质分离除去的。在过滤操作中玻璃棒的作用是 ； （2）如果只需进行一步操作就可以直接得到纯水，这个操作是 （填字母序号）； （3）有的同学认为，可采用下图自制净水器净化处理水，其中石英沙的作用是 ，其主要原理是利用 不同使不溶性杂质和液体分离开。 4.为让师生们喝上干净、放心的饮用水，近年我县部分学校安装了直饮机。直饮机的工作原理如图1。请回答：    (1)利用活性炭具有 作用，可除去自来水中颜色异味。 (2)超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过（如图2），该过程类似于水的净化操作中的 。 (3)紫外灯照射的作用是 。 (4)为区分直饮水是硬水还是软水，可往其中加入 。图1中可适当降低水硬度的步骤是 。（填序号） (5)进入直饮机中的自来水水质须符合新版《生活饮用水卫生标准》。 ①需检测自来水中镉、铅的含量，这里的镉、铅指的是 （填“元素”或“原子”）。 ②自来水厂常用臭氧、二氧化氯等消毒剂，臭氧（O3）属于 （填“单质”或“化合物”），二氧化氯（ClO2）中Cl的化合价为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.科技进步为人类健康作出的贡献 （1）基于航天技术的太空制水机，在净水的基础上再制水，并添加钙、镁、锌、钠等矿物质，促进人体健康 （2）针对砷和氟超标等问题，科学团队研发了一系列新材料，可以有效地吸附砷和氟，并在过去的研究基础之上，开发了“大通量电渗析技术”，可以廉价高效的去除水中的氟和钙。 2.自来水的生产过程 1.混凝剂常用明矾，还可用硫酸、聚合氯化铝等。投药消毒常用氯气、二氧化氯或臭氧等 1.水质检测的指标 指标 包含项目 物理指标 色度、嗅和味、温度、溶解氧、透明度和浑浊度、悬浮性和溶解性固体、挥发性和固定性固体 化学指标 pH、硬度、酸碱度、总磷、氨氮等 生物指标 细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒 毒理指标 砷、镉、硌、铅、汞、氟化物等 2.水质检测 （1）采集水样：选择合适的采样点。使用干净的容器，按照规定的方法采集水样，注意避免人为污染。 （2）处理水样：除去水样中存在的悬浮物、颗粒物、有机物等，常用的处理方法有沉降、过滤、吸附等 （3）测定指标：根据实际，选择适当的指标进行测定，如硬度、pH、溶解氧、氮氨、总磷等。选择专业的水质检测仪器进行测定，按照标准方法进行操作。 （4）分析结果：根据测定结果，进行数据分析和评估，将实测结果与相关水质标准进行比较，判断水质是否符合标准。 1.制作净水器 [材料]两个塑料、一些石头（或砾石）、沙子、活性炭、细棉布（或滤纸）、剪刀、棉絮。 [制作过程] （1） 切割瓶子：旋开瓶盖，用剪刀将其中一个塑料瓶从中间剪开，使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。 （2） 放置材料：如图，将塑料瓶的底部放在桌面上，作为收集滤液的容器。将漏斗状的过滤器倒放在容器上，并向其中依次放置棉絮、细棉布、活性炭、细棉布、沙子、细棉布和石头。 （3） 功能测评：用另一个塑料瓶取适量天然水，并将其缓慢倒入净水器中进行净化，并将所得水与天然水比较。 1.水是人类宝贵的自然资源。如图是某同学学完“水的净化”后利用矿泉水瓶、蓬松面、纱布、活性炭、鹅卵石和石英砂设计的自制净水器。请你回答下列问题。 （1） 图中标注材料中，a是 ，b是 。 （2） 使用一段时间后，有关物质吸附杂质已达到最佳效果。这时清洗后可以继续使用的是纱布、石英砂和 ，需要更换的是蓬松棉和 。 【答案】（1）石英砂 活性炭（2）鹅卵石 活性炭 【解析】经过鹅卵石大颗粒过滤后，石英砂过滤细小颗粒杂质，然后是活性炭吸附色素和异味；（2）鹅卵石不需要更换，活性炭达到一定程度后吸附能力下降，需要更换。 2.水是生命中不可或缺的物质。化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，决定对日常生活中司空见惯的自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。 活动一：参观自来水生产过程 【参观实践】 (1)同学们在老师的带领下来到太原市自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加混凝剂→过滤→吸附→ →配水。 活动二：测量自来水的硬度 【查阅资料】同学们查阅了相关资料，了解到国家有关水的硬度的标准为： 类别 极软水 c软水 中硬水 硬水 高硬水 以CaCO3浓度计（mg/L） 0～75 75～150 150～300 300～450 450～700 【进行测量】 (2)同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于 。同学们又向此自来水中加入少量肥皂水，搅拌后观察到 ，也得出了相同结论。 活动三：自制简易净水器 【交流探讨】同学们认为，虽然自来水的水质在出厂时已检验合格，但在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自来水时，最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。 【成果展示】 (3)同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示，请你与他们一同完成对有关结构的说明（如图） 。  【答案】(1)投药消毒(2) 硬水 泡沫少，浮渣多(3)活性炭 【解析】（1）自来水生产过程：取水→加絮凝剂→过滤→吸附→投药消毒→配水，故填：投药消毒； （2）①测得自来水的硬度为311.2mg/L，对照水的硬度标准表格，300＜311.2＜450，为硬水，故填：硬水； ②用肥皂水鉴别硬水和软水，加入肥皂水后，泡沫少，浮渣多的是硬水，故填：泡沫少，浮渣多； （3）自制的简易净水器的空白处应为活性炭，利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质，故填：活性炭； 3.水是生命之源，学习了《自然界中的水》之后，某化学小组对泰安市区饮用水的来源及净化产生了兴趣，并开始了系列探究。 问题组一：水源地是哪里？处理前水质如何？怎样处理可以达到饮用标准？ 【调查研究】黄前水库是泰安城区重要的水源地，通过实地调查，明确了该水源中水质情况，在处理前，该水源除水之外，还含有 、可溶性矿物质、有颜色或异味的杂质、细菌等杂质。 【参观考察】小组同学通过参观考察，绘制了自来水厂处理水的过程模拟图： （1）澄清池主要沉降去除大颗粒泥沙，一般会加入适量明矾作絮凝剂，其主要目的是 ； （2）滤水池底部铺有干净细沙，主要起到过滤作用，其主要目的是除去 ； （3）进入X池的水含有少量色素和异味，X池中应该加入 试剂，以除去这些杂质； （4）进入气管网或水塔之前应该加入氯气，主要目的是 ； 【反思质疑】处理后的饮用水是纯水吗？经过讨论之后，同学们一致认为不是，理由是 。 问题二：怎样处理才能得到纯水？ 【实验探究】学习小组在黄前水库取了一烧杯水。然后按照以下步骤进行实验，得到了纯水。 【反思交流】（1）上述净化过程是将混合物分离为纯净物的过程。分离提纯混合物基本思路是，先除去不溶性杂质，再除去可溶性杂质，上述中的步骤 和 （填字母序号），都是将不溶性杂质分离除去的。在过滤操作中玻璃棒的作用是 ； （2）如果只需进行一步操作就可以直接得到纯水，这个操作是 （填字母序号）； （3）有的同学认为，可采用下图自制净水器净化处理水，其中石英沙的作用是 ，其主要原理是利用 不同使不溶性杂质和液体分离开。 【答案】【调查研究】泥沙（或不溶性杂质）（1）加速泥沙沉降（或加快水中难溶性杂质沉淀）（2） 除去较小的悬浮杂质（3）活性炭（4） 灭菌（或杀菌消毒）【反思质疑】还有可溶性杂质 【反思交流】（1） A B 引流（防止液体外溅）（2） C （2）过滤 颗粒大小 【解析】调查研究：自然界的水中常有难溶性固体杂质； （1）明矾在水中会产生絮状物质，能吸附悬浮的小颗粒物，加速悬浮颗粒的沉降； （2）滤水池底部铺有干净细沙，主要起到过滤作用，其主要目的是除去水中小颗粒的不溶物； （3）活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，水中应该加入活性炭，除去色素和异味； （4）通入氯气，可以除掉水中的细菌、病毒； 反思质疑：处理后的饮用水是混合物，因为水中还有可溶性杂质； 反思交流：（1）水的净化过程中，过滤和沉降都是将不溶性杂质分离除去的；在过滤操作中玻璃棒的作用是引流； （2）蒸馏能除掉水中所有的杂质，如果只需进行一步操作就可以直接得到纯水，这个操作是蒸馏； （3）净化处理水，其中石英沙的作用是过滤，过滤小颗粒物，其主要原理是利用难溶性固体与可溶性物质的颗粒大小不同，将它们分离 4.为让师生们喝上干净、放心的饮用水，近年我县部分学校安装了直饮机。直饮机的工作原理如图1。请回答：    (1)利用活性炭具有 作用，可除去自来水中颜色异味。 (2)超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过（如图2），该过程类似于水的净化操作中的 。 (3)紫外灯照射的作用是 。 (4)为区分直饮水是硬水还是软水，可往其中加入 。图1中可适当降低水硬度的步骤是 。（填序号） (5)进入直饮机中的自来水水质须符合新版《生活饮用水卫生标准》。 ①需检测自来水中镉、铅的含量，这里的镉、铅指的是 （填“元素”或“原子”）。 ②自来水厂常用臭氧、二氧化氯等消毒剂，臭氧（O3）属于 （填“单质”或“化合物”），二氧化氯（ClO2）中Cl的化合价为 。 【答案】(1)吸附(2)过滤(3)消毒杀菌(4)肥皂水 ④(5) 元素 单质 +4 【解析】（1）活性炭疏松多孔，有吸附作用，可以除去自来水中颜色、异味。 （2）超滤膜可以过滤大分子，该过程类似于水的净化操作中的过滤操作。 （3）紫外线可以杀菌消毒，所以照射紫外灯可以消毒杀菌。 （4）区分硬水和软水可以加入肥皂水，泡沫多浮渣少的是软水，泡沫少浮渣多的是硬水。可以用煮沸或者蒸馏降低水的硬度，所以图1中可适当降低水硬度的步骤是给水加热的电热开水器，故选④。 （5）①物质是由元素组成的，这里的镉、铅指的是元素。 ②臭氧是由氧元素组成的，属于单质；二氧化氯中氧元素的化合价为-2价，设Cl的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，则x+(-2）×2=0，x=+4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$