跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器（教学课件）-【上好课】九年级化学上册同步高效课堂（人教版2024）

跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器 九年级化学 上册·人教版2024 1 活动目标 1. 了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。 2. 从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法。 3. 关注饮用水安全与人体健康的关系。 2 活动引入 饮用水安全与人们的健康息息相关。水的净化和水质检测是保障饮用水安全的重要环节。 3 活动设计与实施 任务一 调查参观 1.围绕我国生活饮用水卫生标准、饮用水的发展历史等查阅资料，了解科技进步为人类健康作出的贡献。 我国生活饮用水卫生标准 2022年3月15日国家发布、执行GB 5749-2022 《生活饮用水卫生标准》。 《标准》关注感官指标、消毒副产物(如具有致癌、致畸、致突变风险的消毒副产物)、重金属及化学残留等。对提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全发挥了重要作用。 4 活动设计与实施 饮用水的发展历史 饮用天然水 人们最早喝的是取自江河湖泊、山泉水井里面的水，一般都是就地取水，在一些大城市也会开挖沟渠来输送水，修建水塘来储存水，那时人们家里都有储存水用的水缸之类的容器。 自来水 1902年发现氯可以去除水中的生物污染，比利时是第一个使用自来水的国家，用混凝、沉淀、过滤消毒的方法来制作自来水，这可以说是人类饮用水的第一次革命。 5 活动设计与实施 饮用水的发展历史 桶装水 通过Ro反渗透技术有效去除水中的有害有机物、重金属等污染物，现在是一种普及的饮水方式。但是桶装水也有它的缺点，比如二次污染、水桶污染、水质状况、饮用成本等。 终端直饮水 无污染、经济方便、可以直饮，在欧美等发达国家普及率很高，而在我国现阶段普及率非常低，仅在大城市的一些高档小区采用这种终端直饮水，其实就是采用最新的过滤消毒技术的中央净水器来进行供水。 6 活动设计与实施 任务一 调查参观 2.参观家庭或学校所在地区的自来水厂，了解自来水的生产过程，关注物质分离和提纯的方法及原理，尝试绘制自来水生产的工艺流程简图。 7 活动设计与实施 2.请同学们尝试绘制自来水生产的工艺流程简图。 除去不溶性杂质 除去可溶性杂质，色素、异味 用ClO2、Cl2杀细菌、病毒 化学变化 吸附水中悬浮的杂质 沉降杂质 8 活动设计与实施 思考：通过自来水净化过程，你能总结出混合物分离的一般思路吗？ 物质分离 水的净化 分析混合物成分 寻找成分性质差异 找到分离方法 泥沙等 色素、异味 微生物 不可溶 可溶(能被吸附) 可被消杀 低 高 沉降 过滤 吸附 消毒 净化程度 9 活动设计与实施 任务二 水质检测 1.思考并确定应对该水样中的哪些指标进行检测。 01.色度：标准中规定饮用水的色度不应超过15度。 02.浑浊度：浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少。 03.臭和味：公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。 04.肉眼可见物：主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。 05.余氯：余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。 06.化学需氧量：是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。 07.细菌总数：我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。 08.总大肠菌群：标准是在检测中不超过3个/L。 09.耐热大肠菌群：水体粪便污染的指示菌。 10 活动设计与实施 任务二 水质检测 2.选取一些指标，如硬度、浊度、微生物等，运用合适的方法及技术手段，设计实验对水样进行检测。 用观察法对水样的“色度”、“浊度”、“臭和味”指标进行评分 色度：30度 浊度：浑浊 臭和味：有异味。 肉眼可见物：有颗粒、悬浮物质 11 活动设计与实施 用TDS笔检测水的TDS值 TDS 是英文 total dissolved solids 的缩写，中文译名为溶解的固体总量，测量单位为毫克 / 升( mg/L ) ，它表明 1 升 水中溶有多少毫克固体溶解物，它包含无机盐和有机物的总量。通过检测溶解性总固体，可以分析水质的总矿化度。 12 活动设计与实施 用16合1水质检测试纸检测水的各项指标 测试项目： 总碱 pH 硬度 铅 铜 铁 汞 铬 溴 硝酸盐 亚硝酸盐 余氯 氟 亚硫酸盐 适用范围：适用于饮用水，水族馆，游泳池和水疗中心，工业用水，池塘，温泉水 13 活动设计与实施 任务三 动手制作 1.了解家用净水器的净水原理，选择合适的物品，根据物质的性质和分离提纯的方法，动手制作净水器。 14 活动设计与实施 家用净水器中常用的几种过滤膜 微滤 超滤 纳滤 反渗透 RO 细菌、悬浮物(0.05-10 μm) 大分子有机物(2-100 nm) 颜料、有机酸等(0.5-5 nm) 无机盐、金属离子(0.1-1 nm) 各种膜的实际过滤效果 滤膜的分子孔径越小，可以过滤的杂质越多 15 活动设计与实施 某家用净水器的净水原理简图 PP棉 5 μm 活性炭 PP棉 1 μm 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 思考：家用净水器是按照什么顺序除去各种杂质的呢？ 按照“先大后小”原理依次过滤水中的杂质 反渗透膜 R O（0.1~1nm） 16 活动设计与实施 你能用身边的物品制作一个简易净水器净化烧杯中的天然水吗？ 实验用品：塑料瓶、石英砂、小卵石、活性炭、蓬松棉、纱布（画出简易净水器的简图） 天然水 澄清 净水 大颗粒 小颗粒 色素异味 细菌微生物 小卵石 石英砂 活性炭 煮沸 过滤 沉淀 消毒 吸附 纱布 纱布 净水器的设计思路参考 17 活动设计与实施 任务三 动手制作 2.利用自制的净水器净化天然水，从技术与工程的角度进行评价，并进一步优化自制的净水器。 优化后 优化角度：调整材料厚度、填料层数、材料种类等 18 展示与交流 1 与同学交流你选取的水质检测指标，以及检测时用到的方法与技术手段。 2 展示自制的净水器，与同学交流制作方法、使用说明及净水效果等，并相互评价。 3 选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板，走进社区，宣传水资源保护，共建优良的供水和用水环境。 19 练习与应用 1.某学习小组制作的净水器如图，关于该净水器的说法正确的是( ) A. 能把自来水变成纯净物 B. 能除尽水中的可溶性杂质 C. 能除去水中的色素和异味 D. 净水时水最后流经小卵石 C 20 练习与应用 2.如图所示净水器。 （1）根据方案中的装置，用小刀去掉饮料瓶瓶底，倒放，在饮料瓶中依次放入小卵石、_____________、棉花，每种物质间用纱布隔开，每放一层都稍稍压实。瓶盖上打孔，插入一段吸管。 （2）将河水从净水器上方倒入，在下方放一个烧杯。 【观察现象】吸管处有水流下，接在烧杯中的水无色、透明。 【反思评价】 （3）河水通过小卵石、细沙、棉花的过程相当于实验操作中的______。 （4）为使净水效果更好，你的建议是________________________________（写一条）。 细沙、活性炭 将出水口留小一点（或水流慢一点） 过滤 21 活动总结 跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器 1 2 调查参观 水质检测 3 动手制作净水器 22 九年级化学·人教版 谢谢观看 $$nullnull