2.4水的组成和净化第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学教学设计聚焦水的净化核心知识，涵盖沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净水方法及硬水软化。通过生活中河水、自来水不可直接饮用的情境导入，引导学生辨析天然水杂质类型，搭建“杂质类型决定净化方法”的学习支架。 以任务驱动开展探究，通过静置与吸附沉淀对比实验、过滤“一贴二低三靠”实操、肥皂水鉴别硬水等活动，落实科学探究与实践。对比不同净水方法净化程度，培养科学思维，结合自来水厂流程渗透科学态度与社会责任，助力学生掌握实验技能与逻辑思维，便于教师高效落实核心素养。

第 4 节 水的组成和净化 - 第二课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：区分纯水与自然水，明晰净水操作的宏观效果与微观除杂原理。 科学探究与创新意识：动手完成过滤、硬水鉴别实验，掌握规范操作。 科学思维：对比不同净水方法的净化程度，建立物质分离的逻辑思维。 科学态度与社会责任：认识水资源净化价值，树立节水护水、合理利用水资源的科学观念。 重点 和难点 重点：掌握沉淀、过滤、吸附、蒸馏四种常用净水方法，熟练掌握过滤实验“一贴二低三靠”的规范操作，学会区分硬水与软水。 难点：理解不同净水方法的除杂范围与净化层级差异，精准规避过滤操作常见误差与错误，建立根据杂质类型选择对应净水方法的解题与实践思维。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 生活中河水、湖水清澈却不能直接饮用，自来水看似洁净也不可直接饮用，烧开的白开水口感、用途各不相同。自然界的水中含有各类可溶性、不溶性杂质，如何将浑浊的自然水转化为洁净的生活用水？自来水厂究竟通过哪些步骤净化水源？本节课将通过探究实验与任务活动，解锁水的净化全过程，掌握净水核心方法。 结合学生熟悉的生活场景创设问题情境，打破认知误区，激发探究好奇心。衔接教材净水核心内容，自然引出本节课探究主题，让学生感知化学与生活的紧密关联，铺垫课堂探究氛围。 讲授新课 任务一：辨析天然水与纯水的差异，认知水中杂质类型 教材明确指出，自然界中的水普遍属于混合物，不存在绝对纯净的天然水。学生结合生活经验与前置知识，自主开展小组研讨，梳理纯水与天然水的本质区别。纯水是无色、无味、透明的纯净物，只含有水分子，性质稳定；而河水、湖水、井水、自来水等天然水，均含有多种杂质。 各小组结合肉眼观察与生活体验，对天然水中的杂质进行分类归纳。通过观察浑浊的河水样本，学生可直观发现水中存在泥沙、枯枝、悬浮颗粒物等不溶性固体杂质，这类杂质会让水体变得浑浊。结合生活常识进一步分析，天然水中还含有可溶性的钙、镁化合物、无机盐等可溶性杂质，这类杂质无法通过肉眼观察，但会影响水质与用水体验，同时水中还含有细菌、微生物等有害杂质，危害人体健康。 小组汇总研讨成果后，统一梳理得出结论：天然水中的杂质主要分为三类，分别是不溶性固体杂质、可溶性杂质和微生物杂质。正是因为各类杂质的存在，天然水无法直接饮用，也无法直接用于工业生产、实验等场景，因此必须通过净化操作去除杂质，提升水质。教师顺势引导学生思考，不同类型的杂质需要对应不同的净化方法，为后续净水方法的探究做好铺垫，让学生建立“杂质类型决定净化方式”的核心思维。 任务二：探究静置沉淀与吸附沉淀两种基础净水方法 针对天然水中的不溶性悬浮杂质，教材首先介绍了沉淀法这一基础净水方式，本节课设置分组对比探究活动，让学生自主感知两种沉淀方法的净化效果差异。教师准备两份等量、浑浊程度一致的天然浑浊水，分别置于两个透明烧杯中，设置对照组实验。 第一组开展静置沉淀实验，学生将装有浑浊水的烧杯静置，不做任何操作，持续观察水体变化。学生可观察到，静置一段时间后，水中较大的泥沙颗粒受重力作用逐渐沉降至烧杯底部，上层水体浑浊度略有降低，但水中细小的悬浮杂质依旧存在，水体仍然略显浑浊。学生自主总结静置沉淀的特点：操作简单、无需试剂，仅能去除体积较大、密度较大的不溶性固体杂质，对细小悬浮杂质去除效果极差，净化程度较低。 第二组开展吸附沉淀实验，学生向另一杯等量浑浊水中加入适量明矾粉末，用玻璃棒轻轻搅拌至明矾初步溶解，随后静置观察水体变化。实验过程中，学生可清晰观察到，加入明矾后的浑浊水，短时间内出现大量絮状沉淀物，细小的悬浮杂质被絮状物吸附、聚集，快速沉降至烧杯底部，上层水体变得清澈透明，净化效果远优于静置沉淀。 各小组结合实验现象，研讨明矾的净水原理。教师辅助点拨，明矾溶于水后，会形成胶状物质，这类胶状物具有极强的吸附性，能够吸附水中悬浮的细小不溶性杂质，使零散的细小杂质聚集为大颗粒絮状物，借助重力快速沉降，从而高效净化水体。学生最终归纳两种沉淀方法的适用范围与净化效果，明确静置沉淀适用于初步简易净水，吸附沉淀可深度去除细小悬浮杂质，是自来水厂前期净水的核心步骤之一。 任务三：核心实验探究——过滤法净化水（重点实操任务） 过滤是本节课的核心实验操作，也是分离不溶性固体与液体的核心化学方法，承接沉淀法的净水效果，用于彻底去除水中沉降后的残留不溶性杂质。本任务采用小组合作实操模式，学生结合教材实验步骤，自主完成仪器组装、操作、现象观察与误差分析，落实实验操作核心素养。 首先，学生自主清点实验仪器与药品，包含烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台、圆形滤纸、浑浊沉淀后的水样、蒸馏水。随后依据教材规范步骤，完成过滤器制作，将圆形滤纸连续对折两次，形成四层滤纸结构，一层展开、三层叠合，呈圆锥形，贴合漏斗内部形状。将制作好的滤纸放入漏斗中，用少量蒸馏水润湿滤纸，轻轻按压滤纸，使滤纸完全紧贴漏斗内壁，杜绝滤纸与漏斗之间产生气泡。 在仪器组装完成后，学生严格遵循教材强调的一贴二低三靠核心操作准则开展过滤实验。一贴即滤纸紧贴漏斗内壁，无气泡，保障过滤速率稳定；二低包含两层含义，一是滤纸边缘低于漏斗边缘，防止液体溢出、杂质混入滤液，二是液面始终低于滤纸边缘，避免液体未经过滤直接从滤纸上方溢出，导致过滤失败；三靠为烧杯口紧靠玻璃棒、玻璃棒下端轻靠三层滤纸处、漏斗下端尖嘴紧靠承接滤液的烧杯内壁。 实验操作过程中，各小组分工协作，一名学生手持装有待过滤水样的烧杯，紧靠玻璃棒缓慢倾倒液体，玻璃棒起到引流作用，有效防止液体飞溅，同时避免液体直接冲击滤纸导致滤纸破损。其余学生观察实验现象与操作细节，记录滤液状态。规范操作的小组可得到清澈透明的滤液，烧杯底部残留少量未过滤彻底的细微杂质。 实验结束后，设置问题研讨环节，引导学生分析过滤操作的常见错误与失败原因。各小组结合实操体验，总结常见问题：若滤纸与漏斗间存在气泡，会减慢过滤速率；若液面高于滤纸边缘，滤液依旧浑浊；若玻璃棒戳破滤纸、滤纸破损，会导致杂质混入滤液，过滤失效；若漏斗下端未紧靠烧杯内壁，会造成液体飞溅，同时滤液飞溅吸附杂质，影响净化效果。 学生通过实操与研讨，精准掌握过滤操作的核心要点，同时明确过滤的净水原理：仅能去除水中所有不溶性固体杂质，无法去除水中的可溶性杂质与微生物，因此过滤后的水依旧属于混合物，不可直接饮用，为后续吸附、蒸馏净水方法的学习做好铺垫。同时建立实验严谨性思维，明白化学实验规范操作是实验成功的核心前提。 任务四：探究活性炭吸附净水的原理与应用 经过沉淀、过滤后的水，虽然去除了所有不溶性杂质，但水体中仍残留可溶性色素、异味、少量可溶性杂质，水体口感、观感仍达不到生活用水标准。教材重点介绍活性炭吸附法，作为净水的核心进阶方法，本任务通过演示实验+小组研讨的模式开展探究。 教师取过滤后的清澈水样，向其中滴加少量红墨水，使水体呈现红色，模拟含有色素的污染水体，同时准备一杯带有异味的过滤水样。向两份水样中分别加入适量活性炭粉末，充分搅拌后静置一段时间，学生观察水体变化。实验现象清晰直观：红色水体的颜色逐渐褪去，恢复无色透明状态，带有异味的水样异味完全消失。 学生结合实验现象，结合教材知识点研讨活性炭的净水原理。活性炭具有疏松多孔的结构，拥有巨大的表面积，具备极强的吸附性，属于物理吸附过程，不发生化学反应。活性炭可以吸附水中的可溶性色素、异味物质，同时还能吸附部分有毒有害的可溶性杂质，进一步优化水质。 小组拓展研讨生活中的应用场景，学生结合生活经验，总结出净水器、净水龙头、冰箱除味剂等均利用活性炭的吸附原理。同时学生明确，活性炭吸附仅能去除色素、异味和部分可溶性杂质，无法去除水中的钙、镁可溶性化合物，也无法杀灭细菌微生物，净水效果存在局限性，进一步完善学生对不同净水方法的认知体系。 任务五：区分硬水与软水，探究硬水的危害与软化方法 这是本节课的重难点拓展内容，也是贴合生活实际的核心知识点。教材明确界定，含有较多可溶性钙、镁化合物的水为硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水为软水。本任务通过对比实验、生活案例分析、方法总结三层活动开展教学。 首先开展硬水与软水的鉴别实验，学生分组准备等量的自来水（硬水）、蒸馏水（软水），分别装入两支试管中，向两支试管中加入等量的肥皂水，振荡试管，观察两支试管中的泡沫与浮渣情况。学生可明显观察到，软水中加入肥皂水后，产生大量丰富细腻的泡沫，几乎无浮渣；硬水中加入肥皂水后，泡沫稀少，出现大量白色浮渣。各小组统一得出鉴别结论：肥皂水是区分硬水和软水的简易试剂，泡沫多、浮渣少为软水，泡沫少、浮渣多为硬水。 随后开展小组研讨活动，结合生活实例分析硬水的危害。学生自主梳理总结：生活中使用硬水洗衣，会浪费肥皂、衣物变硬发黄；长期饮用硬水，易引发结石等身体问题；锅炉使用硬水，会产生水垢，堵塞管道、浪费燃料，严重时会引发爆炸；洗澡使用硬水，会导致皮肤干燥、头发干枯。通过真实案例，让学生认识到硬水软化的重要性。 最后学生结合教材内容，归纳硬水的软化方法，区分生活与实验室不同场景的软化方式。生活中最常用的软化方法为煮沸，煮沸过程中，水中可溶性钙、镁化合物会转化为不溶性沉淀，降低水中钙镁含量，实现硬水软化，同时煮沸可杀灭水中细菌微生物。实验室中常用蒸馏法软化硬水，同时蒸馏也是净化程度最高的净水方法，可去除水中所有杂质，得到纯净的蒸馏水。 本节课依托沪教版新教材内容框架，以任务驱动为核心，设置层层递进的探究任务，围绕天然水的杂质类型、常用净水方法、过滤实验操作、硬水与软水的区分与转化四大核心板块开展课堂活动，全程以学生自主探究、合作研讨、动手实验为主，教师引导点拨为辅，落实新课标探究式教学要求。 板书设计 2.4 水的组成和净化（第二课时）水的净化 一、天然水杂质分类：不溶性杂质、可溶性杂质、微生物 二、常用净水方法（由低到高净化程度） 1. 静置沉淀：除大颗粒不溶性杂质（物理变化） 2. 吸附沉淀（明矾）：吸附细小悬浮杂质（物理变化） 3. 过滤：除全部不溶性杂质 核心：一贴二低三靠（物理变化） 4. 活性炭吸附：除色素、异味、部分可溶性杂质（物理变化） 5. 蒸馏：除所有杂质、净化程度最高（物理变化） 三、硬水与软水 1. 区分：肥皂水（泡沫多为软水，浮渣多为硬水） 2. 软化：生活—煮沸；实验室—蒸馏 四、自来水净水流程：沉降→过滤→吸附→消毒 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $