4.2水的自然循环与人工净化第一课时导学案--2026-2027学年化学沪科版（五四学制）八年级全一册

《课题 2 水的自然循环与人工净化 - 第一课时》导学案 版本 沪科版（五四学制）八年级全一册 化学观念：认识水的三态变化及自然循环本质，明确天然水属于混合物，知晓水循环仅改变水的状态，不改变物质种类，建立物质状态变化的基础认知。 科学思维：通过分析水循环环节、净水方式差异，学会分类归纳、现象推本质的思维方法，区分自然净化与人工净化的不同原理。 科学探究：借助净水相关实操习题、情境探究，感知沉淀、吸附等净水操作流程，掌握基础探究思路。 科学态度与责任：了解水体自净能力的有限性，树立保护水资源、科学净水、节约用水的环保意识与责任理念。 二、教学重点与难点 教学重点：掌握水的自然循环的完整过程及变化类型，识别天然水中含有的各类杂质，熟练掌握沉淀、吸附两种基础人工净水方法的原理与适用杂质类型。 教学难点：区分水的自然净化与人工净化的核心差异，理解明矾、活性炭的净水作用原理，清晰认知水体自净能力的局限性，能结合实际场景选择对应的净水方式。 三、教学内容设计 课前预习 （一）预习认知填空 1. 自然界中的水存在三种状态，分别是________、________、________，三种状态之间可以相互转化。 2. 江河湖海的水在阳光照射下，会变成________进入空气中，遇冷后凝结形成________，最终以雨雪等形式降落回地面，完成水的自然循环。 3. 天然水中含有多种杂质，主要分为不溶性杂质和________杂质两类，因此天然水属于________物。 4. 水的自然净化主要依靠挥发、沉降、________和微生物分解等方式，实现水体的初步净化。 5. 生活中常用的初步净水方法有静置沉淀、加入絮凝剂沉淀、________吸附等。 （二）预习判断辨析 1. 水的自然循环过程中，有水的状态改变，属于化学变化。（） 2. 纯净的蒸馏水在自然界中可以直接获取。（） 3. 天然水的自净能力是无限的，不会被污染破坏。（） 4. 活性炭可以吸附水中的色素和异味，实现水质净化。（） （三）预习简答思考 1. 简单描述自然界中水的循环完整过程。 2. 说一说天然水中常见的杂质有哪些，分别会对水质造成什么影响。 教学过程：课中探究案 探究模块一 水的自然循环认知探究 基础认知习题 1. 下列不属于水的自然循环环节的是（） A. 水体蒸发 B. 水汽凝结 C. 人工输水 D. 降水落地 2. 驱动自然界中水持续循环的主要能量来源是（） A. 风能 B. 太阳能 C. 地热能 D. 潮汐能 3. 水在自然循环过程中，不会发生变化的是（） A. 水的存在状态 B. 水的物质种类 C. 水的分布位置 D. 水的总量 4. 空气中的水蒸气遇冷形成云雾，这一过程对应的物态变化是（） A. 汽化 B. 液化 C. 凝固 D. 升华 5. 地面上的江河湖水慢慢变少，主要是发生了哪一物态变化（） A. 液化 B. 汽化 C. 熔化 D. 凝华 概念辨析习题 1. 仔细辨析下列说法，判断正误并说明理由。 （1）水的自然循环过程中，只有液态水和气态水的转化，没有固态水参与。 （2）水的自然循环能实现水资源的重新分配，让陆地水资源得到持续补充。 （3）水循环过程中水体得到自然净化，因此自然界的天然水都是纯净物。 2. 对比分析：水的状态变化和物质种类变化有什么区别，结合水循环实例说明。 3. 为什么水的自然循环属于物理变化，而非化学变化，请结合变化本质分析。 情境应用习题 1. 夏季雨后，地面的积水会快速消失，结合水循环知识分析积水消失的原因，以及该过程对自然水体的作用。 2. 高山常年有积雪，积雪在春季融化汇入河流，参与水循环，请描述该场景下完整的水循环环节。 3. 沿海地区空气湿度更大，降水更频繁，结合水循环原理分析该地理现象的化学本质。 拓展思考习题 1. 简述水的自然净化包含的具体方式，每种方式可以去除水中的哪类杂质。 2. 分析水体自净能力的影响因素，为什么重度污染的水体无法通过自然循环完成净化。 3. 结合水循环特点，说明水资源可以循环再生，但仍需要节约用水的原因。 探究模块二 天然水的杂质分类探究 本模块聚焦天然水的杂质类型、杂质危害开展习题探究，帮助学生精准区分不同杂质的特点，建立杂质类型与净水方法的对应关联，培养分类归纳的科学思维，为后续人工净水学习奠定基础。 基础分类习题 1. 下列属于天然水中不溶性杂质的是（） A. 溶解的食盐 B. 泥沙、树叶碎屑 C. 溶解的矿物质 D. 水中的异味物质 2. 下列属于天然水中可溶性杂质的是（） A. 悬浮的粉尘 B. 水草残片 C. 溶解的无机盐 D. 水底淤泥 3. 天然水静置后会出现分层现象，底层沉淀的物质主要是（） A. 可溶性杂质 B. 不溶性大颗粒杂质 C. 色素杂质 D. 异味杂质 4. 会导致天然水出现颜色、异味的杂质类型是（） A. 不溶性固体杂质 B. 可溶性色素、有机物杂质 C. 微生物杂质 D. 悬浮小颗粒杂质 辨析填空习题 1. 天然水中的杂质主要分为三类，分别是不溶性固体杂质、________、________。 2. 泥沙、碎石等大颗粒杂质会让水体变得________，可通过静置的方式初步去除。 3. 水中的细菌、微生物属于________杂质，会影响人体健康，需要通过专用方式去除。 4. 可溶性矿物质过量会导致水质变硬，这类杂质无法通过简单________的方式去除。 情境分析习题 1. 取野外河水、井水、雨水三种天然水样，分别分析每种水样中含有的主要杂质类型。 2. 浑浊的河水静置一段时间后变清澈，但仍有轻微异味，分析该现象对应的杂质去除情况。 3. 为什么直接饮用天然河水、湖水会危害人体健康，结合杂质类型说明原因。 拓展探究习题 1. 对比纯净物水和天然水的差异，从物质组成、所含杂质、水质特点三个维度总结区别。 2. 分析不同杂质对水体自净的影响，哪类杂质最容易通过自然循环去除，哪类杂质最难去除。 3. 结合生活实际，列举生活中能观察到的天然水杂质影响水质的具体现象。 探究模块三 水的人工净化基础方法探究 本模块为课中核心探究内容，围绕静置沉淀、絮凝沉淀、活性炭吸附三种基础人工净水方法设置梯度习题，涵盖原理、操作、适用范围、易错辨析、实操应用等内容，全面落实科学探究素养，掌握核心净水知识点。 基础选择习题 1. 最简单的人工净水方法是（） A. 活性炭吸附 B. 静置沉淀 C. 药物消毒 D. 煮沸 2. 净水过程中加入明矾的主要作用是（） A. 去除水中异味 B. 杀菌消毒 C. 吸附悬浮小颗粒，加速沉淀 D. 去除可溶性杂质 3. 活性炭常用于净水，其核心净水作用是（） A. 沉降大颗粒杂质 B. 吸附色素和异味 C. 杀灭细菌微生物 D. 软化硬水 4. 静置沉淀法主要可以去除水中的哪类杂质（） A. 悬浮小颗粒 B. 大颗粒不溶性杂质 C. 可溶性色素 D. 微生物 5. 下列净水方法中，能改善水体颜色、去除异味的是（） A. 静置沉淀 B. 明矾絮凝沉淀 C. 活性炭吸附 D. 自然沉降 填空梳理习题 1. 人工净水的核心思路是根据________的不同，选择对应的净水方法，逐步去除水中杂质。 2. 明矾溶于水后会形成________，可以吸附水中悬浮的细小杂质，使其凝聚成大颗粒沉降。 3. 活性炭具有疏松多孔的结构，具备良好的________能力，是常用的净水材料。 4. 静置沉淀只能去除________杂质，对可溶性杂质、色素异味没有去除效果。 5. 絮凝沉淀相较于静置沉淀，优势是可以去除水中________的细小悬浮杂质，净水效果更好。 判断辨析习题 1. 明矾净水后可以得到纯净的水。（） 2. 活性炭吸附杂质的过程属于物理变化。（） 3. 所有水中的杂质都可以通过沉淀的方式去除。（） 4. 经过活性炭吸附后的水，没有任何杂质，可以直接饮用。（） 5. 絮凝沉淀比静置沉淀的净水效率更高，净水效果更优。（） 情境实操习题 1. 家中获取的井水浑浊，含有大量细小悬浮颗粒，简述可以采用的净水步骤及对应原理。 2. 某天然水清澈但有刺鼻异味、微黄颜色，选择合适的净水方法并说明理由。 3. 对比静置沉淀和明矾絮凝沉淀的适用场景，分别列举生活、自然中的对应实例。 4. 简述活性炭净水的适用范围，说明其无法去除的水中杂质类型。 综合对比习题 1. 从净水原理、去除杂质类型、净水效果、适用场景四个维度，对比静置沉淀、絮凝沉淀、活性炭吸附三种净水方法的差异。 2. 梳理基础人工净水的先后顺序，说明为什么先沉淀后吸附，不能颠倒顺序。 3. 结合自然净化和人工净化的特点，总结人工净水相较于自然净化的优势。 素养拓展习题 1. 自来水厂净水初期会加入明矾进行絮凝沉淀，结合所学知识分析该步骤的必要性。 2. 为什么被工业废水污染的水体，仅依靠自然循环和基础人工净水无法彻底净化。 3. 结合净水知识，谈谈日常生活中简易净水的方法，以及对应的净水原理。 参考答案 （一）课前预习案答案 预习认知填空 1. 固态、液态、气态 2. 水蒸气、云 3. 可溶性、混合 4. 吸附 5. 活性炭 预习判断辨析 1. 错误，水循环仅改变水的状态，无新物质生成，属于物理变化。 2. 错误，自然界中不存在纯净的蒸馏水，天然水均含杂质。 3. 错误，水体自净能力有限，污染超标后无法自主净化。 4. 正确，活性炭可吸附水中色素和异味，实现净水。 预习简答思考 1. 自然界中江河湖海的水体在太阳能作用下蒸发形成水蒸气，水蒸气上升遇冷液化形成云层，云层聚集后以雨、雪、冰雹等形式降落至地面，雨水、雪水汇入江河、湖泊、地下水，完成完整水循环。 2. 天然水常见杂质包括泥沙等不溶性固体、可溶性矿物质、色素异味物质、细菌微生物等。不溶性杂质使水体浑浊，可溶性杂质影响水质硬度，微生物杂质会危害人体健康。 （二）课中探究案答案 探究模块一 水的自然循环认知探究 基础认知习题 1. C 2. B 3. B 4. B 5. B 概念辨析习题 1.（1）错误，水循环包含固态、液态、气态水的相互转化，冰雪融化、凝固均参与循环。（2）正确，水循环实现水资源海陆循环，持续补充陆地水资源。（3）错误，水循环仅能初步净化水体，天然水仍含多种杂质，属于混合物。 2. 水的状态变化仅改变水的固液气存在形式，物质本身不变；物质种类变化会生成新物质。水循环中只有水的三态转化，无新物质生成，属于单纯状态变化。 3. 物理变化的核心是无新物质生成，水循环过程中始终只有水这一种物质，仅存在状态、位置的改变，因此属于物理变化。 情境应用习题 1. 夏季积水在阳光照射下发生汽化变成水蒸气消散在空气中，积水消失。该过程实现水体自然净化，减少地表积水杂质堆积，补充空气水汽。 2. 高山固态积雪受热融化成液态水，汇入河流，河流水体蒸发形成水蒸气，水汽遇冷凝结形成降水回落高山及地面，完成水循环。 3. 沿海地区海域面积广阔，海水蒸发量大，空气中水汽含量高，水汽易凝结形成降水，因此空气湿度大、降水频繁。 拓展思考习题 1. 自然净化方式包含挥发，可去除水中易挥发异味杂质；沉降，去除大颗粒不溶性杂质；吸附，水体自身吸附细小杂质；微生物分解，分解水中有机杂质。 2. 水体自净能力受水流速度、水温、微生物数量、污染物种类影响。重度污染水体污染物过多，超出微生物分解、自然沉降的极限，无法自主净化。 3. 水循环再生的水资源总量有限，且可直接利用的淡水资源占比极小，水体净化需要漫长周期，污染后难以快速恢复，因此需要节约用水、保护水资源。 探究模块二 天然水的杂质分类探究 基础分类习题 1. B 2. C 3. B 4. B 辨析填空习题 1. 可溶性杂质、微生物杂质 2. 浑浊 3. 微生物 4. 静置沉淀 情境分析习题 1. 河水：泥沙、悬浮颗粒、微生物、可溶性矿物质；井水：可溶性矿物质、少量微生物；雨水：空气中粉尘、可溶性气体杂质、微量微生物。 2. 静置后河水变清澈，说明大颗粒不溶性杂质沉降去除；仍有异味，说明水中可溶性异味杂质、细小杂质未被去除。 3. 天然河水、湖水含有泥沙、可溶性有害物质、细菌微生物等杂质，直接饮用会引发肠胃疾病，危害人体健康。 拓展探究习题 1. 纯净物水：仅含水分子，无任何杂质，水质清澈无菌；天然水：含不溶性、可溶性、微生物杂质，属于混合物，水质不稳定，存在健康隐患。 2. 大颗粒不溶性杂质最易通过自然沉降去除；可溶性有害物质、重金属杂质最难通过自然循环去除。 3. 雨后河水浑浊、井水长期使用产生水垢、池水滋生藻类异味，都是天然水杂质引发的常见现象。 探究模块三 水的人工净化基础方法探究 基础选择习题 1. B 2. C 3. B 4. B 5. C 填空梳理习题 1. 杂质类型 2. 胶状物 3. 吸附 4. 大颗粒不溶性 5. 悬浮细小 判断辨析习题 1. 错误，明矾仅去除悬浮杂质，水中仍含可溶性杂质、微生物。 2. 正确，活性炭吸附无新物质生成，属于物理变化。 3. 错误，沉淀法无法去除可溶性杂质和微生物。 4. 错误，活性炭无法去除可溶性杂质和细菌，净化后的水仍为混合物，不能直接饮用。 5. 正确，絮凝沉淀可去除静置沉淀无法去除的细小杂质，净水效果更优。 情境实操习题 1. 先将井水静置一段时间，去除大颗粒泥沙杂质；再加入少量明矾，吸附悬浮细小颗粒，待杂质完全沉降后，取上层清澈水体，完成初步净水。 2. 选用活性炭吸附的方法，该水体无悬浮杂质，仅存在色素和异味，活性炭可针对性吸附这类可溶性杂质，改善水质。 3. 静置沉淀适用于含大颗粒杂质的浑浊水体，如雨后浑浊河水静置变清；絮凝沉淀适用于含细小悬浮颗粒的水体，如自来水厂原水净化预处理。 4. 活性炭可吸附水中色素、异味、部分微小悬浮杂质，无法去除水中可溶性矿物质、细菌微生物、重金属等杂质。 综合对比习题 1. 静置沉淀：原理为重力沉降，去除大颗粒不溶性杂质，净水效果弱，适用于简易初步净水；絮凝沉淀：原理为胶体吸附聚沉，去除细小悬浮杂质，净水效果中等，适用于自来水预处理；活性炭吸附：原理为多孔结构吸附，去除色素、异味，净水效果较好，适用于水质提亮除味。 2. 需先沉淀后吸附，若先吸附，水体中的大颗粒、细小杂质会堵塞活性炭孔隙，降低活性炭吸附色素异味的效果，影响净水质量。 3. 人工净水针对性更强，可去除自然净化无法去除的细小悬浮杂质、色素异味；净水效率更高，不受自然环境条件限制；可有效弥补水体自净能力有限的短板，快速改善水质。 素养拓展习题 1. 自然水体中存在大量细小悬浮颗粒，无法通过静置快速沉降，明矾可吸附这类细小杂质，加速沉降，快速实现水体初步净化，提升后续净水效率。 2. 工业废水含有重金属、有毒可溶性有机物等人工污染物，这类污染物无法通过自然循环沉降、分解，基础人工净水方法也难以彻底去除，因此无法完全净化。 3. 生活中可采用静置浑浊水、用活性炭吸附饮用水异味、纱布过滤水中杂质等简易方式净水，分别依靠重力沉淀、吸附作用、拦截作用实现净水。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $