2.4 水的组成和净化（第二课时）教学设计---2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕“水的组成和净化（第二课时）”展开，涵盖水净化方法、硬水软水及自来水生产等核心知识。承接水的组成课程，为后续水资源相关学习奠基。通过实验探究、现象分析等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践及科学态度与责任等核心素养。 本教学设计创新点在于紧密联系生活实际，采用演示实验、问题引导等特色教法。既提升学生对化学知识的理解与应用能力，又为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

水的组成和净化（第二课时） 教学目标 通过对水净化过程中宏观现象的观察，如沉淀、过滤等操作前后水外观的变化，引导学生从微观层面理解杂质的去除原理，如明矾使悬浮颗粒凝聚沉降是由于其在水中形成的凝胶状物质对微小颗粒的吸附作用，从微观粒子的相互作用角度认识水净化的本质。 组织学生进行过滤等实验探究，在实验过程中，学生自主设计实验步骤、选择实验仪器、观察实验现象并分析结果，培养学生科学探究的能力。鼓励学生思考如何改进实验装置或操作方法以提高水的净化效果，激发创新意识，如探讨能否用其他材料替代滤纸进行过滤。 通过介绍水资源的现状，包括淡水资源的短缺和水污染的严峻形势，让学生认识到水净化的重要性，培养学生珍惜水资源、节约用水的科学态度。引导学生思考化学在解决水资源问题中的作用，树立运用化学知识改善环境、服务社会的社会责任意识，如讨论如何利用所学的水净化知识参与社区污水净化实践。 重点难点 了解常见的水净化方法，包括沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，掌握过滤操作的原理、仪器和注意事项，能正确进行过滤实验操作。 认识硬水和软水的区别，掌握用肥皂水鉴别硬水和软水的方法，了解硬水的危害以及将硬水软化的常用方法。 理解自来水的生产过程，知道每个生产环节的作用，体会化学在自来水生产中的重要性。 课前预习任务 同学们，在即将开始的化学课上，我们将深入学习水的净化相关知识。预习时，请大家思考生活中常见的水，如河水、自来水、矿泉水等有什么不同。阅读教材中关于水净化方法的内容，了解沉淀、过滤、吸附、蒸馏分别是怎样的操作，想想它们能除去水中哪些杂质。同时，查阅资料，了解硬水和软水的区别，尝试思考如何在家简单鉴别硬水和软水。带着这些问题进入课堂，相信你们会有更多收获。 教学内容 备注 （一）课程导入 教师：同学们，上节课我们探究了水的组成，知道水是由氢元素和氧元素组成的。今天，我们来关注一下水的净化。大家看，老师这里有一杯浑浊的河水（展示一杯提前准备好的浑浊河水），里面有泥沙等杂质。在生活中，这样的水显然不能直接使用，那我们该如何把它变成可以使用的干净水呢？这就是我们这节课要学习的内容 —— 水的净化。 大家先回忆一下，在生活里有没有见过一些简单的净化水的操作呢？ 学生 1：我见过把水静置，然后下面会有一些脏东西沉淀下来。 教师：非常好，这位同学提到了沉淀，这确实是一种净化水的方法。还有其他同学有不同发现吗？ 学生 2：家里的净水器可以净化水。 教师：没错，净水器利用了多种净化原理。那具体都有哪些净化方法，它们又是怎么起作用的呢？让我们一起深入探究。 （二）水的净化方法讲解 沉淀 教师：刚才有同学提到了沉淀，沉淀是水净化的第一步。像这杯浑浊的河水，我们把它静置一段时间后（将展示的河水放在讲台上静置），大颗粒的泥沙等杂质会在重力的作用下沉到水底，这就是沉淀。沉淀能除去水中较大颗粒的不溶性杂质。不过，对于一些细小的悬浮颗粒，单纯的沉淀效果就不太好了。为了让这些细小颗粒也能更快沉淀，我们可以加入一种物质，叫做明矾。（展示明矾药品）明矾在水中会生成一种凝胶状的物质，它具有很强的吸附能力，能把水中悬浮的小颗粒吸附在一起，聚集成大颗粒，然后更快地沉降下来。这就好比我们用胶水把小沙粒粘在一起，它们就更容易沉下去了。 过滤 教师：经过沉淀，水变得相对清一些了，但还有一些细小的不溶性杂质可能仍然存在。这时候，我们就需要用到过滤的方法。（拿出过滤装置，包括漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯、带铁圈的铁架台等）谁能来说一说，在生活中有没有见过类似过滤的操作？ 学生 3：我看到妈妈用滤网过滤煮好的面条，把面条和汤分开。 教师：非常形象的例子！过滤就是把不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。在我们的实验中，滤纸就相当于滤网。大家看，老师把滤纸折好，放在漏斗里，让滤纸紧贴漏斗内壁，这就是过滤操作中的 “一贴”。如果滤纸和漏斗之间有气泡，会怎么样呢？ 学生 4：可能会影响过滤速度。 教师：非常正确！接下来，我们要注意滤纸的边缘要低于漏斗边缘，这是 “二低” 中的一低。还有一低是液面要低于滤纸边缘。为什么要这样呢？ 学生 5：如果液面高于滤纸边缘，液体可能会从滤纸和漏斗的缝隙中流下去，起不到过滤的作用。 教师：完全正确！最后，我们倾倒液体时，烧杯尖嘴要紧靠玻璃棒，玻璃棒要靠在三层滤纸一边，漏斗下端尖嘴部分要紧靠烧杯内壁，这就是 “三靠”。玻璃棒在这里起到引流的作用，防止液体洒出。下面，老师来演示一下过滤操作。（教师进行过滤演示，边操作边讲解）大家看，经过过滤，原来浑浊的水变得清澈了很多，不溶性杂质都留在了滤纸上。 吸附 教师：过滤后的水虽然看起来澄清了，但可能还会有一些色素和异味。这时候，我们可以用活性炭来吸附。（展示活性炭）活性炭具有疏松多孔的结构，就像一个拥有很多小房间的大房子，这些小孔可以吸附色素、异味以及一些残留的不溶性杂质和部分可溶性杂质。大家想一想，生活中哪些地方用到了活性炭吸附的原理？ 学生 6：冰箱里的除味剂用的就是活性炭。 教师：没错，还有一些净水器中也会用到活性炭。下面，我们通过一个小实验来感受一下活性炭的吸附作用。（教师将一些带有颜色和异味的水倒入装有活性炭的容器中，搅拌后让学生观察水颜色和气味的变化）大家看，水的颜色变浅了，异味也减轻了，这就是活性炭的神奇之处。 蒸馏 教师：经过沉淀、过滤、吸附，水已经比较干净了，但还不是纯净的水。如果我们想要得到纯净的水，就需要用到蒸馏的方法。在实验室里，我们有专门的蒸馏装置（展示蒸馏装置图片或模型）。蒸馏的原理是利用水和其他杂质的沸点不同，通过加热使水变成水蒸气，然后再将水蒸气冷凝成液态水。这样，水中的杂质就被留在了蒸馏烧瓶里，得到的蒸馏水就是纯净的水。蒸馏是净化程度最高的净水方法。在生活中，像一些制药厂生产药品时，就需要用到非常纯净的水，这时候就会用到蒸馏技术。 （三）硬水和软水 硬水和软水的定义 教师：同学们，我们平时使用的水，有的容易产生水垢，有的则不容易。这是因为水有硬水和软水之分。含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。大家想一想，生活中哪些地方能感受到硬水和软水的区别？ 学生 7：用硬水洗衣服，感觉肥皂泡比较少，而且衣服洗不干净。 教师：非常好的发现！这就是硬水和软水的一个重要区别。 硬水和软水的鉴别 教师：那我们怎么鉴别硬水和软水呢？这里我们用肥皂水来鉴别。（拿出肥皂水、两个分别装有硬水和软水的烧杯）老师在这两个烧杯中分别加入等量的肥皂水，然后搅拌，大家仔细观察现象。（教师搅拌后，让学生观察两个烧杯中泡沫和垢状物的情况） 学生 8：装软水的烧杯中泡沫很多，垢状物很少；装硬水的烧杯中泡沫很少，白色垢状物很多。 教师：非常正确！所以，我们可以根据加入肥皂水后产生泡沫和垢状物的情况来鉴别硬水和软水。泡沫多、垢状物少的是软水；泡沫少、垢状物多的是硬水。 硬水的危害和软化方法 教师：硬水有很多危害，长期饮用硬水不利于人体健康，会影响人体对营养物质的吸收。在工业上，硬水用于锅炉，会产生水垢，浪费能源，甚至可能引发安全事故。那我们如何把硬水软化呢？在生活中，我们常用煮沸的方法。（展示一个烧水壶，里面有水垢）大家看，这个烧水壶用久了就有很多水垢，这就是因为水中的钙、镁化合物在加热过程中变成了沉淀。通过煮沸，硬水中的部分钙、镁化合物会分解，生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀，从而降低水的硬度。在实验室或工业上，还可以用离子交换树脂来软化硬水。离子交换树脂是一种人工合成的多孔性新型高分子材料，它能够与水中的钙、镁离子交换，把钙、镁离子吸附在树脂上，使水变成软水。 （四）自来水的生产过程 教师：我们平时使用的自来水是怎么来的呢？其实，自来水厂把自然界中的水经过一系列处理后才送到我们家里。首先，从江河、湖泊等水源地取水，这是第一步。然后，在沉淀池中进行沉淀，让大颗粒杂质沉降下来。接着，加入絮凝剂，比如我们前面提到的明矾，使细小的悬浮颗粒凝聚沉降。之后，水会进入过滤池，通过过滤除去不溶性杂质。过滤后的水再进入活性炭吸附池，利用活性炭吸附色素和异味。经过这些处理后，水已经比较干净了，但还可能含有一些细菌等微生物，所以要进行消毒杀菌。常用的消毒方法是向水中通入氯气或二氧化氯等消毒剂，杀死细菌。最后，经过配水泵，把处理好的自来水送到千家万户。大家想一想，在自来水生产过程中，我们刚才学过的沉淀、过滤、吸附、蒸馏这些方法，都用到了哪些呢？ 学生 9：用到了沉淀、过滤、吸附，没有用到蒸馏。 教师：非常正确！自来水生产过程中没有用到蒸馏，因为蒸馏成本较高，而且经过前面的处理，水已经能满足我们日常生活的需要了。通过了解自来水的生产过程，大家可以感受到化学在保障我们生活用水安全方面发挥着重要作用。 （五）课堂总结 教师：同学们，这节课我们学习了水的净化。首先，我们知道了水净化的多种方法，沉淀可以除去大颗粒不溶性杂质，过滤能分离不溶性固体和液体，吸附可以去除色素、异味等，蒸馏能得到纯净的水。然后，我们认识了硬水和软水，学会用肥皂水鉴别它们，也了解了硬水的危害和软化方法。最后，我们还学习了自来水的生产过程。大家回顾一下，在水的净化过程中，哪种方法净化程度最高？ 学生 10：蒸馏。 教师：没错。那鉴别硬水和软水用什么方法呢？ 学生 11：用肥皂水，泡沫多、垢状物少的是软水，泡沫少、垢状物多的是硬水。 教师：非常好。通过这节课的学习，大家要认识到水资源的宝贵，在生活中节约用水，同时也要珍惜每一滴水，因为每一滴水都经过了复杂的净化过程才来到我们身边。 选择题：下列净化水的操作中，净化程度最高的是（ ） A. 沉淀 B. 过滤 C. 吸附 D. 蒸馏 答案：D 解析：沉淀只能除去大颗粒不溶性杂质；过滤可除去不溶性固体，但不能除去可溶性杂质和微生物等；吸附能除去色素、异味等部分杂质；蒸馏能将水变成水蒸气再冷凝成液态水，除去了水中所有杂质，得到的蒸馏水是纯净物，所以蒸馏净化程度最高。 填空题：含有较多可溶性______化合物的水叫做硬水，生活中常用______的方法将硬水软化。 答案：钙、镁；煮沸 解析：根据硬水的定义，含有较多可溶性钙、镁化合物的水是硬水。在生活中，通过煮沸，硬水中的钙、镁化合物会分解成沉淀，从而降低水的硬度，所以常用煮沸的方法软化硬水。 填空题：在过滤操作中，玻璃棒的作用是______，“一贴” 指的是______。 答案：引流；滤纸紧贴漏斗内壁 解析：在过滤操作中，倾倒液体时，用玻璃棒引流可防止液体洒出。“一贴” 是过滤操作的重要注意事项，即滤纸紧贴漏斗内壁，若有气泡会影响过滤速度。 简答题：小明在进行过滤实验时，发现过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有哪些？（至少答出两点） 答案：①滤纸破损；②液面高于滤纸边缘；③仪器不干净等。 解析：如果滤纸破损，液体就会不经过滤纸直接从破损处流下，导致滤液浑浊；液面高于滤纸边缘时，液体可能会从滤纸和漏斗的缝隙中流下去，起不到过滤作用，使滤液浑浊；若仪器本身不干净，含有杂质，也会使过滤后的滤液仍然浑浊。 选择题：下列关于水净化的说法正确的是（ ） A. 活性炭能吸附水中所有杂质 B. 过滤可以除去水中的可溶性杂质 C. 蒸馏可以除去水中的细菌和病毒 D. 沉淀只能除去水中的大颗粒不溶性杂质 答案：D 解析：活性炭具有吸附性，但只能吸附色素、异味、部分不溶性杂质和部分可溶性杂质，不能吸附所有杂质，A 错误；过滤只能除去不溶性固体杂质，不能除去可溶性杂质，B 错误；蒸馏主要是利用沸点不同分离物质，不是直接除去细菌和病毒，在蒸馏过程中，高温会使细菌和病毒失去活性，但不是其主要去除原理，C 错误；沉淀是利用重力作用，使大颗粒不溶性杂质沉降，只能除去水中的大颗粒不溶性杂质，D 正确。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$