跨学科实践活动2 自制净水器-2024-2025学年九年级化学沪教版上册

自制净水器 活动引入 如果在野外生存，如何保障饮水安全呢？能否设计制作一个简易的净水器吗？ 野外的水源是否可以直接饮用？ 不能，水中除了肉眼可见的泥沙、黏土和藻类等，还可能有致病菌、寄生虫等，直接饮用会导致腹泻、绞痛、恶心呕吐等不适症状 自制净水器 你知道自来水厂是如何净水的吗？ 使悬浮颗粒发生凝聚而沉降 使悬浮的不溶性杂质沉降下来 分离液体和不溶于液体的固体物质 消毒杀菌 活动任务 这些净水方法分别有什么作用呢？ 了解自来水厂和家用净水器的净水原理 任 务 一 自制净水器 自来水厂净化后的水是纯净物还是混合物？ 有什么方法可以使混合物转化为纯净物？ 混合物，水中还有可溶性杂质，如Ca2+、Mg2+等 蒸馏：利用混合液体中各组分沸点不同，使水蒸发，再冷凝得到纯净的蒸馏水 自制净水器 通过水的净化方法和原理，你能分析总结混合物中分离杂质转化为纯净物的思路与方法吗？ 天然水 泥沙 带色或异味的物质 细菌 可溶性物质 小颗粒 大颗粒 沉淀 过滤 消毒 蒸馏 吸附 蒸馏水 混合物 纯净物 水的净化： 单一净化程度由低到高 分析混合物成分 寻找成分性质差异 利用性质差异选择合适的方法进行分类 混合物分离的一般思路： 自制净水器 自来水厂净化处理过的水能够直接饮用吗? 资料卡片 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。 自制净水器 观看视频，了解家用净水器的工作原理并绘制原理简图。 自制净水器 家用净水器的原理简图： PP棉 5 μm 活性炭 PP棉 1 μm 反渗透 RO膜 （0.1~1nm） 活性炭 进水口 出水口 除去泥沙 、铁锈等 除色素异味、部分有机物 除大分子杂质 除重金属，钙、镁化合物，细菌病毒等 除色素异味，改善口感 按照“先大后小”的原理依次过滤水中的杂质 思考：家用净水器是按照什么顺序除去各种杂质的呢？ 自制净水器 通过了解自来水厂和家用净水器的净水原理，你认为设计自制净水器有哪些注意事项？ 1. 按照净化程度从低到高的顺序使用净水方法 2. 按照从大到小的顺序依次去除水中的杂质 3. 根据杂质种类选择相应的净水方法和材料 自制净水器 河水中有哪些杂质呢？你能利用下列材料设计制作一款简易净水器净化河水吗？ 自制净水器并交流互评 任 务 二 物品 石英砂 小卵石 纱布 活性炭 塑料瓶 …… 实物图 …… 单价 (元/kg) 2.76 7.6 3.5 元/卷 56 1 元/个 …… 自制净水器 确定杂质成分 选择净水材料 选择净水方法 泥沙 水中的悬浮物 颜色、异味 可溶性杂质 沉淀 过滤 吸附 蒸馏 烧杯或塑料瓶 小卵石、石英砂、纱布 活性炭 蒸馏装置 设计思路： 自制净水器 画出你设计的草图 蓬松棉 纱布 活性炭 石英砂 小卵石 纱布 纱布 纱布 自制净水器 测试自制净水器 取100 mL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。可从以下几个角度记录净水效果。 测试指标 净化100mL水用时 回收水 的体积 浑浊度 颜色 气味 TDS值 测试结果 自制净水器 资料卡片 TDS笔 TDS笔是一种测量水质的检测设备，TDS为溶解的固体总量，测量单位为毫克 / 升( mg/L ) , 它表示 1 升水中溶有多少毫克固体溶解物。TDS值常用来验证净水器净化的效果。 TDS值 水质 0~9 纯净水 10~60 山泉水 60~100 净化水 100~300 自来水 300以上 超级污水 自制净水器 从以下维度对各小组设计的净水器进行评价。 组别 评价维度 净水原理 选用材料 成本 使用效果 小组1 小组2 …… 自制净水器互评 根据小组交流的结果，优化本小组的设计方案 自制净水器 不同小组设计的净水器净化效率存在一定差异，哪些因素会影响净水效率呢？ 水流速度/方向 …… 材料堆叠顺序 材料堆叠厚度 净水方法 装置结构 H2O 可以通过实验进行探究！ 探究净水效率的影响因素 任 务 三 自制净水器 影响净水效率的因素有这么多，那设计实验时有哪些注意事项？ 实验过程中要控制单一变量，以排除其他因素对结果的干扰 确定影响因素的条件 实验组 对照组 施加实验变量 不施加 实验变量 控制无关变量相同 对照分析 实验变量的有关结论 自制净水器 明确问题 以探究水流速度对净水效率的影响为例进行设计实验 提出假设 探究水流速度的快慢是否对净水效率有影响 设计实验 相同装置水流速度越快，净化效率越低 1. 制作两个相同的净水器，向一个净水器快速倒入待净化后的河水水样，向另一个净水器中用注射器缓慢加入相同体积的待净化后的河水水样 2. 分别使用观测法和TDS笔检测法对净化水的水质进行检测评分，判断不同水流速度的净水效果 根据实验现象分析，得出实验结论 自制净水器 $$