课题2 水的自然循环与人工净化 第2课时（教学设计）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

课题2 水的自然循环与人工净化 第2课时 如何合理开发和利用水资源 一、知识目标 1.了解我国水资源分布特点，掌握合理开发利用水资源的方法及用水先后顺序。 2.掌握蒸馏法的基本原理，能解释其在实验室制取蒸馏水和太阳能海水淡化中的应用。 3.了解现代海水淡化技术（如膜蒸馏）和污水处理分级（一级、二级、三级处理）的基本过程与原理。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识我国水资源现状及分布特点，从微观上理解蒸馏法、污水处理等过程中物质的变化。 2.科学态度与社会责任：结合污水处理、水资源再利用等实例，形成保护环境和节约水资源的可持续发展意识。 一、教学重点 1.蒸馏法的基本原理及应用、污水处理分级的过程与原理、合理开发和利用水资源的方法。 二、教学难点 1理解蒸馏法原理在不同场景中的应用、树立可持续发展的水资源利用观念。 本节教学内容源于沪科版2024年版八年级化学全一册主题3《物质的组成与结构》专题4《水的性质与组成》课题1《水的自然循环与人工净化》的第2课时《如何合理开发和利用水资源》。水是生命之源，水资源的合理开发与利用是关乎人类生存和发展的重要问题，该部分内容在教材中具有重要地位，不仅能帮助学生了解水的相关知识，还能培养学生保护环境和节约水资源的可持续发展意识。本课时围绕水资源的开发利用和污水变废为宝展开，先介绍我国水资源的现状，包括总量、分布特点等，让学生认识到水资源短缺的严峻形势。接着探讨水资源的开发利用途径，如水电开发、南水北调、海水淡化等，重点讲解了海水淡化的蒸馏法原理及装置。然后阐述污水处理的分级及作用，让学生明白污水回收再利用的重要意义。教材通过大量实例和图片，如太阳能蒸馏器示意图、污水处理厂处理流程等，使抽象的知识变得直观易懂，有助于学生理解和掌握。 教学对象是八年级的学生，他们正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段。在知识储备方面，学生在生活中对水有一定的了解，但对于水资源的现状、开发利用方法以及污水处理等专业知识还比较陌生。在学习能力上，他们具备了一定的自主学习和探究能力，但在分析复杂问题和综合运用知识方面还有所欠缺。 学生在之前的化学学习中，已经掌握了一些基本的化学概念和实验操作技能，这为本节课的学习奠定了一定的基础。然而，对于蒸馏法等较为抽象的原理，理解起来可能会有一定难度。此外，学生虽然知道水资源的重要性，但在日常生活中可能缺乏节约用水和保护水资源的实际行动。在教学过程中，教师应充分考虑学生的这些特点，采用直观形象的教学方法，如多媒体展示、实验演示等，帮助学生理解抽象的知识。同时，引导学生结合生活实际，开展讨论和探究活动，培养学生分析问题和解决问题的能力，增强学生保护环境和节约水资源的意识，并将其转化为实际行动。 教学环节一 新课导入 【播放视频】同学们，老师先给大家播放一段关于干旱地区人们生活用水困难的视频。（播放视频，视频中展示干旱地区土地干裂、人们排队取水、农作物因缺水而枯萎等场景） 【提出问题】看完这段视频，大家的心情想必都很沉重。在这些地区，水资源极度匮乏，人们的生活和生产都受到了极大的影响。大家想一想，为什么会出现这样的情况呢？我们国家的水资源状况又是怎样的呢？ 【展示数据和地图】接下来，老师给大家展示一些数据和我国水资源分布的地图。我国水资源总量居世界第六位，但是我国人口众多，人均水资源量不足世界人均资源量的四分之一，是一个水资源严重短缺的国家。而且，我国水资源分布不均匀，南方水多、耕地少、水量有余；北方耕地多、水量严重不足。 【引导思考与讨论】面对如此严峻的水资源状况，我们该怎么做呢？怎样才能合理开发和利用水资源，让每一滴水都发挥最大的作用呢？这就是我们今天要学习的内容——如何合理开发和利用水资源。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过播放干旱地区用水困难的视频，直观地展现水资源短缺带来的严重后果，能强烈地冲击学生的视觉和心灵，迅速吸引学生的注意力，激发他们对水资源问题的关注和兴趣，使学生主动参与到课堂讨论中来。 2.联系实际生活：以现实生活中干旱地区的用水困境为切入点，让学生切实感受到水资源问题就在我们身边，与我们的生活息息相关，增强学生对学习内容的亲切感和认同感。 3.引发思考，导入新课：通过展示我国水资源的现状数据和分布地图，进一步让学生了解我国水资源的严峻形势，然后提出如何合理开发和利用水资源的问题，自然地过渡到本节课的主题，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 水资源现状及问题探讨 活动一 我国水资源现状引入 【引入】同学们，水是生命之源，对我们的生活至关重要。但我国的水资源状况却不容乐观。现在请大家分析图4.9，思考我国水资源分布有什么特点，以及水资源与人口、耕地面积和国内生产总值有什么关系呢？ 【问题】我国水资源总量和人均占有量情况如何，空间分布有什么特点？ 【学生思考】学生观察图片和资料后回答：我国水资源总量居世界第六位，但是人口众多，人均水资源量不足世界人均资源量的四分之一，是一个水资源严重短缺的国家。并且南方水多、耕地少、水量有余；北方耕地多、水量严重不足，呈现出总量丰富但人均占有量少、空间分布不均匀的特点。 【讲解】评价、强调：大家分析得很准确。我国水资源总量虽然较多，但人均少且分布不均，这给我们的生产生活带来了很多挑战。比如北方地区，由于缺水，农业灌溉和工业用水都受到了一定限制。 【设计意图】通过图片分析和问题引导，让学生直观了解我国水资源的现状，引发学生对水资源问题的关注和思考。 【对应训练1】我国水资源的特点不包括以下哪一项（ ） A. 总量丰富 B. 人均占有量多 C. 空间分布不均 D. 南方水多北方水少 【答案】B 【解析】我国水资源总量丰富，但人均占有量少，空间分布不均，南方水多北方水少，所以B选项错误。 【对应训练2】下列关于我国水资源与人口、耕地关系的描述，正确的是（ ） A. 南方人口多、耕地多、水多 B. 北方人口少、耕地少、水少 C. 南方水多、耕地少 D. 北方水多、耕地多 【答案】C 【解析】南方水多、耕地少、水量有余；北方耕地多、水量严重不足，所以C选项正确。 教学环节三 水资源的开发和利用 活动一 我国水资源的合理开发与利用方法 【引入】面对我国水资源分布不均的状况，我们该如何合理开发和利用水资源呢？以我国西南地区水资源较为丰富为例，思考可以采用哪些方法对其进行合理开发与利用。 【问题】我国西南地区水资源丰富，可采用哪些具体方法进行合理开发与利用？在水资源发生供需矛盾时，各类用水的先后顺序是怎样的？ 【学生思考】学生分组讨论后代表回答：可以采用水电开发、水资源管理与治理、农业灌溉、南水北调等方法。用水先后顺序为生态环境用水、工业用水、农业用水、生活用水、其他用水。 【讲解】评价、强调：大家的思路很清晰。水电开发可以将水资源转化为电能，南水北调工程能有效缓解北方水资源短缺问题。在用水顺序上，生态环境用水是基础，保障生态平衡才能实现可持续发展。 【设计意图】通过具体地区的案例分析，培养学生解决实际问题的能力，让学生明白合理开发和利用水资源的重要性和方法。 【对应训练1】下列不属于我国西南地区水资源开发利用方法的是（ ） A. 水电开发 B. 海水淡化 C. 水资源管理与治理 D. 南水北调 【答案】B 【解析】海水淡化主要是针对海水资源，不是西南地区水资源开发利用的方法，所以B选项符合题意。 【对应训练2】在水资源供需矛盾时，优先保障的用水是（ ） A. 农业用水 B. 工业用水 C. 生态环境用水 D. 生活用水 【答案】C 【解析】在水资源发生供需矛盾时，生态环境用水是优先保障的，所以C选项正确。 活动二 海水淡化技术 【引入】随着社会的快速发展和人口的快速增长，水资源短缺问题日趋严重，海水淡化已经成为解决淡水危机的重要途径。我们先来了解一下早期的太阳能海水淡化装置。 【问题】太阳能海水淡化装置的运行原理是什么？蒸馏法的原理是什么，有什么特点？除了蒸馏法还有什么海水淡化方法？ 【学生思考】学生阅读资料后回答：太阳能海水淡化装置利用太阳能蒸发海水，再冷凝产生淡水。蒸馏法原理是利用沸点不同，属于物理变化，是净化程度较高的净水方法，可以制取蒸馏水。除了蒸馏法，反渗透法也是海水淡化的重要方法。 【讲解】评价、强调：大家理解得很准确。蒸馏法是根据不同物质沸点不同，将海水加热使水变成水蒸气，再冷凝成液态水，从而得到淡水。反渗透法是通过加压让水分子透过特殊的膜，而其他粒子不能透过，达到淡化目的。 【设计意图】让学生了解海水淡化这一解决淡水危机的重要途径，掌握蒸馏法的原理和特点，拓宽学生的知识面。 【对应训练1】下列关于蒸馏法海水淡化的说法，错误的是（ ） A. 属于物理变化 B. 可制取蒸馏水 C. 净化程度较低 D. 利用沸点不同的原理 【答案】C 【解析】蒸馏法是净化程度较高的净水方法，所以C选项错误。 【对应训练2】科学家提出一种海水淡化技术，其原理与蒸馏相似，该过程是将（ ） A. 太阳能转化为化学能 B. 太阳能转化为热能 C. 化学能转化为太阳能 D. 热能转化为太阳能 【答案】B 【解析】该海水淡化技术利用太阳能蒸发海水，是将太阳能转化为热能，所以B选项正确。 教学环节四 污水的处理与再利用 活动一 污水处理的意义和方法 【引入】面对水资源的短缺，污水回收再利用已成为新兴水资源发展技术的一环，对于缓解水资源供需矛盾和保障水生态安全具有重要意义。那日常生活中产生的生活污水如何变废为宝呢？ 【问题】污水处理厂处理污水分为哪三级，每一级的处理方法和目的是什么？ 【学生思考】学生阅读资料后回答：一级处理是通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和油脂等；二级处理是生物处理，通过微生物的作用，将污水中的污染物降解和转化为污泥；三级处理是污水的深度处理，包括去除有机化合物和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。 【讲解】评价、强调：污水处理的每一级都有其重要作用，经过三级处理后，污水可以达到一定的排放标准，甚至可以用于绿化用水、城市景观等，实现了污水的变废为宝。 【设计意图】让学生了解污水处理的重要意义和具体方法，增强学生的环保意识和资源再利用意识。 【对应训练1】污水处理厂的一级处理主要去除的是（ ） A. 有机化合物 B. 微生物 C. 石块、砂石和油脂等 D. 污泥 【答案】C 【解析】一级处理主要通过机械处理去除污水中的石块、砂石和油脂等，所以C选项正确。 【对应训练2】要除去污水中的臭味，可使用的物质是（ ） A. 活性炭 B. 肥皂水 C. 酒精 D. 氯化钠 【答案】A 【解析】活性炭具有吸附性，可以除去污水中的臭味，所以A选项正确。 课题2 水的自然循环与人工净化 第2课时 如何合理开发和利用水资源 一、水资源状况 1.地球上 o总储量多 o淡水少 2.我国 o总量多 o分布不均 o人均少 二、水资源开发利用 1.我国水资源 o西南开发：水电、管理治理、农业灌溉、南水北调 o用水顺序：生态、工业、农业、生活、其他 2.海水淡化 o蒸馏法 原理：沸点不同（物理变化） 装置：铁架台、蒸馏烧瓶等 应用：实验室、太阳能海水淡化 三、污水处理 1.一级处理：机械处理 2.二级处理：生物处理 3.三级处理：污水深度处理 1．2025年3月22日的第33届“世界水日”的主题为“冰川保护”，今年也被定为国际冰川保护年。下列说法不正确的是 A．冰川中的水多数难以被利用 B．我国冰川资源丰富，无需保护 C．冰川融化会带来海平面升高 D．防止冰川退缩的重要手段是减碳排放 【答案】B 【解析】A、冰川中的水多数难以被利用，因为它们通常位于偏远地区，且融化速度受气候变化影响，故选项说法正确； B、尽管我国冰川资源丰富，但冰川是重要的淡水资源，由于全球变暖，冰川正在加速融化，导致水资源短缺、生态失衡等问题，故选项说法不正确； C、冰川融化后，大量淡水流入海洋，增加海水总量，导致海平面上升，故选项说法正确； D、冰川退缩的主要原因是全球变暖，而温室气体排放加剧了温室效应。减少碳排放可以缓解全球变暖，从而减缓冰川融化，故选项说法正确。 故选B。 2．今年，“中国水周”主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”。以下做法正确的是 A．地球上的总水储量很少，所以要节约用水 B．用活性炭吸附可除去水中的所有杂质 C．水体有自净能力，生活污水可任意排放 D．农业上对农作物采用滴灌供水 【答案】D 【解析】A、地球上的总水储量很大，但是淡水资源有限，且分布不均，故应节约用水，不符合题意； B、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，但是不能除去水中的所有杂质，不符合题意； C、水体有自净能力，但是自净能力有限，生活污水不能任意排放，应集中处理达标后排放，不符合题意； D、农业上对农作物采用滴灌供水，可以节约用水，保护水资源，符合题意。 故选D。 3．“天下黄河富宁夏，塞上明珠是吴忠”，黄河水养育了一代又一代的华夏儿女。下列有关水的说法不正确的是 A．锅炉中使用硬水容易产生水垢，严重时会引起爆炸 B．某地所降雨水为酸雨，它的形成与大气中二氧化硫、氮的氧化物有关 C．黄河水经自来水厂沉淀、过滤、吸附、消毒等方法可得到不含任何杂质的纯净水 D．污水经物理、化学或生物方法进行分级处理后，可作为农业灌溉或景观用水 【答案】C 【解析】A、硬水是指含有较多钙、镁离子的水。在锅炉中加热时，这些离子会形成水垢（主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），水垢会降低热传递效率，导致锅炉局部过热，严重时可能引起爆炸。该说法正确。 B、酸雨是指pH小于5.6的雨水。其形成主要与大气中的二氧化硫和氮氧化物有关，这些气体与水反应生成硫酸和硝酸，导致雨水酸化。该说法正确。 C、自来水厂处理黄河水的过程包括：沉淀（去除大颗粒悬浮物）、过滤（去除细小颗粒）、吸附（如活性炭吸附色素和异味）、消毒（杀灭微生物）。这些方法能去除大部分杂质和有害物质，得到安全的饮用水，但水中仍含有溶解的矿物质（如钙、镁离子）和微量杂质。该说法错误。 D、污水处理包括物理方法（如沉淀、过滤）、化学方法（如加药中和、氧化）和生物方法（如微生物分解有机物）。分级处理后，污水中的污染物被有效去除，水质达到一定标准，可用于农业灌溉或景观用水（如公园喷泉）。该说法正确。 故选C。 4．（2025·江苏无锡·中考真题）下列单一操作净化水程度较高的方法是 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 【答案】D 【解析】A、沉降可以去除水中颗粒较大的不溶性固体杂质，但无法去除溶解的物质或细小颗粒，A不符合题意； B、过滤可以去除水中的不溶性固体颗粒，但无法去除溶解的物质或微生物，B不符合题意； C、吸附可以去除水中的部分溶解性杂质，但无法去除所有溶解的无机物或微生物，C不符合题意； D、蒸馏能去除水中几乎所有类型的杂质，包括溶解物和悬浮物。因此，净化程度最高，D符合题意。 故选D。 5．如图是从海水中获取淡水的简易装置。下列有关说法正确的是 A．该过程中水分子大小发生改变 B．此方法属于净化水方法中的蒸馏 C．获取淡水的快慢与是否晴天无关 D．该过程中海水的溶质质量分数不变 【答案】B 【解析】A、该装置中，水蒸发变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴到水杯中，得到淡水，该过程中，水的状态发生变化，是分子之间的间隔发生了改变，水分子的大小不变，故A错误； B、该过程中，水蒸发变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴，得到淡水，是利用蒸馏的方法，故B正确； C、获取淡水的快慢与温度有关，温度越高，水蒸发的越快，获得淡水的速率越快，则获取淡水的快慢与是否晴天有关，故C错误； D、海水在蒸发过程中，水分减少而溶质（如盐分）保持不变，因此溶质质量分数会逐渐增大，而非不变，故D错误。 故选B。 在本次教学中，通过展示我国水资源分布特点及严峻状况，引发学生对水资源合理利用的思考，学生参与度较高。在讲解海水淡化和污水处理知识时，结合实例和图片，学生理解较好。但在教学过程中，也存在一些不足。比如在讲解蒸馏法原理和装置时，部分学生理解有困难，后续应增加更多的演示实验，让学生更直观地感受。在引导学生树立可持续发展意识方面，可以组织更多的讨论活动，让学生深入思考自身在保护水资源中的责任和行动。总体而言，后续教学需不断改进方法，提高教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$