2.4水的组成和净化第二课时教学设计--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

第二单元 第4节 水的组成和净化（第二课时 水的净化）教学设计 沪教版（2024）九年级化学上册 一、教材分析 本课时选自沪教版2024年版九年级化学上册第二单元第4节，主题为水的净化。教材从天然水中的不溶性杂质、可溶性杂质和微生物入手，依次介绍沉降、过滤、吸附、消毒和蒸馏等净水方法，联系自来水厂实际并引入硬水与软水鉴别。 二、四维核心素养 化学观念：认识天然水为混合物，建立混合物可分离提纯的物质观。 科学思维：对比各净水方法净化程度，归纳分离提纯思路。 科学探究：通过过滤实验掌握规范操作，分析滤液浑浊异常。 科学态度与责任：认识自来水来之不易，树立节水护水责任感。 三、教学重难点 教学重点：掌握沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏等净水方法；熟练过滤操作“一贴二低三靠”；用肥皂水鉴别硬水软水。 教学难点：理解各净水方法除杂范围与净化程度差异；理解过滤只除不溶性杂质、滤液仍为混合物；建立层层分离提纯思路。 四、设计意图 本课时以“帮助天然水重新变得清澈纯净”为任务主线，采用任务式活动设计，将净水方法嵌入真实问题情境。从学生熟悉的河水浑浊现象出发，依次设置沉降、过滤、吸附、走进自来水厂、鉴别硬水软水、蒸馏六个递进任务，引导学生在做中学、探中学。每个任务以问题驱动、实验支撑，让学生在操作中掌握过滤技能，在对比讨论中理解各净水方法的适用范围与净化程度，形成“杂质不同、方法不同、层层递进”的认知结构，体会化学在改善生活、保护水资源中的价值。 五、教学过程 任务一 情境导入：天然水能否直接饮用 【任务情境】教师展示三瓶液体：一瓶是取自附近河流的浑浊河水，一瓶是家里自来水龙头放出的自来水，一瓶是商场售卖的瓶装纯净水。提问：这三瓶水看起来有什么不同？河水看起来浑浊发黄，自来水清澈透明，纯净水透明干净。如果野外探险时身边只有这样一条浑浊的小河，能不能直接舀起来喝？ 【学生活动】学生观察三瓶水的外观差异，结合生活经验发表看法。多数学生认为河水不能直接喝，因为里面有泥沙、虫子和细菌；自来水看起来干净但也不能直接喝，因为可能有消毒剂残留；纯净水最安全。教师追问：河水里到底有哪些“看不见”和“看得见”的杂质呢？引导学生从视觉、嗅觉角度描述：看得见的泥沙、悬浮小颗粒，看不见的溶解在水里的物质，以及可能存在的细菌和微生物。 【教师点拨】天然水通常是混合物，里面含有三类杂质：不溶性的悬浮固体颗粒、溶解在水中的可溶性物质，以及细菌和病毒等微生物。我们不能直接饮用天然水，必须经过净化处理。怎样把这些杂质一步步除去呢？这就是今天这节课要一起完成的任务——水的净化。 【设计意图】从三瓶对比鲜明的水入手，制造认知冲突，让学生直观感受到“天然水是混合物”，激发探究净水方法的欲望，为后续任务做好铺垫。 任务二 动手试一试：让浑浊的水先沉降 【任务情境】教师拿出一杯浑浊的河水，说：“现在我们面前有一杯浑浊的河水，第一步该怎么办？如果就这样放着不动，会发生什么？” 【学生活动】学生分组实验：取两只相同的烧杯，各倒入半杯浑浊的河水。一杯静置不动，另一杯加入少量明矾粉末，用玻璃棒轻轻搅拌后静置。引导学生观察两杯水中发生的变化：静置一段时间后，不加明矾的烧杯底部有少量泥沙沉积，上层水仍然有些浑浊；加了明矾的烧杯中，悬浮的小颗粒似乎“抱团”变成较大颗粒快速沉降，上层水明显变得澄清。 【交流讨论】教师提问：两只烧杯中的水发生了什么变化？加明矾和不加明矾的沉降效果有什么不同？学生回答：不加明矾，大颗粒泥沙会自己沉到底部，但细小的悬浮颗粒沉降很慢；加了明矾后，细小颗粒会聚集成较大颗粒一起沉降，水更快变清。 【教师点拨】这种让水中悬浮颗粒在重力作用下沉降到容器底部的方法叫做沉降，也叫沉淀。只用静止沉降，只能除去较大的不溶性颗粒；细小的悬浮颗粒沉降很慢。明矾是一种常见的絮凝剂，它溶于水后形成的胶状物可以把细小悬浮颗粒吸附聚集在一起，变成较大颗粒快速沉降，这种方法叫吸附沉降。经过沉降后的水，上层虽然变清了，但还有很多细小颗粒，怎么办？——引出下一步：过滤。 【设计意图】通过对比实验让学生亲眼看到明矾的絮凝作用，理解沉降只能除去部分不溶性杂质，为过滤环节做认知衔接。 任务三 核心实验：过滤除去不溶性杂质 【任务情境】教师说：“沉降后的水还有细小颗粒悬浮其中，怎样把这些不溶性固体从水里彻底分离出去？实验室里有一种常用方法叫过滤。请大家利用桌上的漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒和铁架台，试着把沉降后的上层液过滤一次。” 【学生活动】学生分组进行过滤操作。教师巡视指导，重点关注以下操作要领： 一是“一贴”：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不能留有气泡，否则水透过滤纸的速度会变慢。二是“二低”：滤纸边缘要低于漏斗边缘，防止滤纸翘起后液体从外侧流下；倒入漏斗的液面要低于滤纸边缘，否则未经过滤的液体从滤纸和漏斗壁之间直接流下，过滤就白做了。三是“三靠”：倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，让液体沿玻璃棒缓缓流下，这叫“引流”，防止液体溅出或冲破滤纸；玻璃棒下端要轻轻靠在漏斗内三层滤纸的一侧，防止戳破滤纸；漏斗下端管口要紧靠承接滤液的烧杯内壁，防止滤液溅出。 【实验后讨论】教师引导学生观察过滤后的滤液。提问：“滤液看起来清不清楚？如果滤液仍然浑浊，可能是什么原因？” 学生讨论后归纳：滤液仍然浑浊可能的原因有——滤纸破损，液体直接从破洞流下去没有过滤；液面高于滤纸边缘，未过滤的液体从滤纸外侧流入烧杯；承接滤液的烧杯本身不干净，带入了杂质。教师追问：发现滤液浑浊应该怎么办？学生回答：更换新滤纸，重新过滤一次；如果烧杯脏了要先把烧杯洗干净。 【关键追问】教师提问：“过滤后的水已经很清了，它是不是纯净的水？里面还有没有别的东西？”引导学生思考：过滤只能除去不溶性的固体杂质，那些溶解在水中的可溶性物质是穿过滤纸留在滤液里的，所以过滤后的水仍然是混合物，不是纯净水。这一点非常重要——过滤除去的是“看得见”的不溶性杂质。 【设计意图】过滤是本课时的核心实验技能。通过“一贴二低三靠”的规范操作训练和滤液浑浊原因分析，让学生既掌握实验技能，又深刻理解过滤的适用范围——只能除不溶性杂质，不能除可溶性杂质。 任务四 趣味探究：用活性炭除去色素和异味 【任务情境】教师拿出一杯滴入了红墨水的清水，水呈红色，还带有一点墨水的气味。说：“过滤只能除去不溶性杂质，那水里有颜色、有气味的可溶性物质，过滤能不能除去？显然不能。怎么把颜色和异味去掉呢？”教师展示活性炭，介绍它的外观：黑色、疏松多孔，像一小块黑色的海绵。 【学生活动】学生分组实验：在一杯滴有红墨水的水中加入适量活性炭粉末，轻轻振荡，静置片刻后观察现象。也可将活性炭装入简易净水器的过滤层中，让红色液体缓缓通过活性炭层，观察流出的液体颜色变化。学生惊喜地发现：红色慢慢褪去，液体变得无色透明，气味也明显减轻。 【交流讨论】教师提问：“活性炭为什么能把颜色和气味去掉？它的结构有什么特点？”引导学生认识：活性炭内部有许许多多细小的孔隙，比表面积很大，就像一块多孔的海绵，可以把水中有色的、有异味的物质吸附在孔隙表面，这种方法叫做吸附。吸附主要除去的是水中的色素和异味等可溶性物质中的一部分。经过吸附后的水虽然无色无味，但仍然含有一些溶解在水中的矿物质等可溶性物质，所以还不是纯净水。 【设计意图】通过直观的褪色实验让学生感受吸附作用，将活性炭“疏松多孔”的结构特点与“吸附色素异味”的功能联系起来，同时再次强调：吸附后的水仍为混合物。 任务五 联系生活：走进自来水厂看净水全过程 【任务情境】教师播放自来水厂净水流程的短视频或展示流程图，说：“我们每天打开水龙头就有干净的自来水，自来水厂到底是怎么把江河里的天然水一步步变成自来水的？请大家结合刚才做过的实验，按顺序排一排自来水厂的净水步骤。” 【学生活动】学生小组讨论，将下列净水步骤按正确顺序排列：加絮凝剂沉降、过滤、活性炭吸附、加消毒剂消毒。教师引导学生梳理自来水厂完整净水过程：天然水从江河湖泊引入水厂后，先加入絮凝剂让悬浮颗粒沉降；再通过过滤池除去不溶性杂质；然后通过活性炭吸附池除去色素和异味；最后加入消毒剂杀灭水中的细菌和病毒，经过检测合格后通过管网送到千家万户。 【重点讲解】教师特别强调消毒这一步：自来水厂最后还要加消毒剂，是因为前面的沉降、过滤、吸附只能除去不溶性杂质和部分有色有异味的可溶性物质，但细菌和病毒等微生物仍然存活。加入消毒剂可以杀死水中的细菌和病毒，保证饮用水的微生物安全。生活中也可以通过加热煮沸的方法来消毒杀菌。教师追问：自来水厂出来的水是纯净水吗？学生回答：不是，它还含有一些可溶性矿物质，所以仍然是混合物。 【设计意图】将实验室中逐个学习的净水方法串联到真实的自来水厂生产流程中，让学生理解“净水是多种方法配合、层层递进”的系统工程，同时体会洁净自来水的来之不易，培养珍惜水资源的意识。 任务六 对比鉴别：硬水与软水 【任务情境】教师展示两把水壶：一把底部有厚厚的白色水垢，一把底部干净。提问：“为什么有的水壶用久了会结一层白白的水垢？水垢是从哪里来的？家里用肥皂洗衣服时，为什么有的水容易起泡沫，有的水怎么搓都是一层浮渣？” 【学生活动】学生分组实验：取两杯透明液体，一杯是硬水（如含钙镁较多的井水或矿泉水），一杯是软水（如蒸馏水或雨水）。分别向两杯水中加入等量肥皂水，用玻璃棒搅拌，观察泡沫和浮渣情况。学生发现：软水中加入肥皂水后泡沫丰富，浮渣很少；硬水中加入肥皂水后泡沫很少，水面上漂着一层白色浮渣。 【教师讲解】教师总结：像这样含有较多可溶性钙、镁物质的水叫做硬水；不含或含较少可溶性钙、镁物质的水叫做软水。用肥皂水鉴别：泡沫多、浮渣少的是软水；泡沫少、浮渣多的是硬水。硬水在日常生活中有不少麻烦：用硬水洗衣服，肥皂不容易起泡沫，洗不干净还浪费肥皂；长期烧硬水，壶底会结水垢，水垢导热差，浪费燃料；锅炉里水垢太厚还可能因受热不均引起危险。生活中通过加热煮沸可以把部分可溶性钙镁物质转化为沉淀除去，使硬水在一定程度上软化。 【设计意图】从学生熟悉的水壶水垢和肥皂洗衣服现象引入，通过肥皂水鉴别实验让学生亲手区分硬水和软水，理解硬水的危害和煮沸软化的原理，体现化学与生活的紧密联系。 任务七 拓展提升：蒸馏获得纯净水与水资源保护 【任务情境】教师提问：“前面学过的沉降、过滤、吸附、消毒，能把水中所有杂质都除去吗？得到的水是不是纯净物？”学生回答：都不是纯净水，里面还有可溶性物质。教师追问：“有没有一种方法，能得到几乎不含任何杂质的纯净水？” 【教师演示】教师演示蒸馏装置：将含杂质的水加热，水变成水蒸气从液体中分离出来，再将水蒸气通入冷凝管冷却，重新凝结成水，收集到的冷凝水就是蒸馏水。蒸馏的原理是利用水和水中杂质的沸点不同，使水先变成水蒸气再冷凝，溶解在水中的杂质留在原容器中，从而得到净化程度很高的水。教师总结：在沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏这几种净水方法中，蒸馏得到的水净化程度最高，几乎可以看作纯净物。工业上海水淡化也常用类似的思路。 【拓展讨论】教师引导学生讨论：地球上的水资源虽然丰富，但可供人类直接使用的淡水资源十分有限。净水技术的进步让更多天然水变成可用的自来水，但这并不意味着水可以随意浪费。我们应该从自身做起：节约用水、一水多用，不向河流湖泊中排放污水，保护好每一滴水。 【设计意图】通过蒸馏演示让学生认识净化程度最高的净水方法，形成“从粗到精、层层递进”的净水方法体系，同时将课堂学习升华到水资源保护的社会责任层面，落实科学态度与责任素养。 任务八 课堂小结：梳理净水方法体系 教师引导学生一起回顾本课时学习的净水方法，按净化程度由低到高排列：沉降除去较大不溶性颗粒；过滤除去不溶性杂质；吸附除去色素和异味；消毒杀死细菌和病毒；蒸馏净化程度最高。强调：每一种方法除去的杂质类型不同，实际净水常常是多种方法配合使用。天然水经过净化变成自来水，但自来水仍为混合物；只有经过蒸馏等深度净化才能得到纯净的水。鼓励学生课后利用空饮料瓶、小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉等材料，自制一个简易净水器，比一比谁的净水效果最好。 六、板书设计 第二课时 水的净化 一、天然水中的杂质 不溶性杂质（泥沙、悬浮颗粒） 可溶性杂质 细菌病毒 二、常用净水方法 1. 沉降：静置沉淀 / 加明矾吸附沉淀（絮凝剂使小颗粒聚集成大颗粒沉降） 2. 过滤：分离不溶性固体与液体 操作要领——一贴：滤纸紧贴漏斗内壁 二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘 三靠：烧杯靠玻璃棒；玻璃棒靠三层滤纸；漏斗下端靠烧杯内壁 注意：过滤只除不溶性杂质，滤液仍为混合物 3. 吸附：活性炭疏松多孔，除去色素和异味 4. 消毒：加消毒剂 / 加热煮沸，杀死细菌病毒 5. 蒸馏：净化程度最高，得到纯净水 三、自来水厂净水过程 天然水 → 加絮凝剂沉降 → 过滤 → 活性炭吸附 → 加消毒剂消毒 → 自来水 四、硬水与软水 硬水：含较多可溶性钙、镁物质 软水：含较少或不含可溶性钙、镁物质 鉴别：加肥皂水——泡沫多浮渣少为软水；泡沫少浮渣多为硬水 硬水危害：洗衣服不起泡沫、水壶结水垢、锅炉水垢有危险 软化：加热煮沸 五、水资源保护：节约用水、保护水源、合理利用 学科网（北京）股份有限公司 $