化学 《获取安全的饮用水》教案（鲁科版选修）

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1、主题1课题2获取安全的饮用水教学目标：1．认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理，明矾等净水剂的净水原理，盐能发生水解的原理，离子交换法、药剂法和加热法能够降低水硬度的原理，以及污水治理的基本原理。2．通过了解饮用水的净化过程主要环节的化学知识内容，进一步运用化学必修课程中学习过的有关镁离子、钙离子、铝离子和二价铁离子、三价铁离子、碳酸氢钙、碳酸氢镁的性质等知识。3．通过“观察‘思考”“活动·探究”等学习活动，初步学习水处理中常用的沉降悬浮物、降低水的硬度等实验方法和操作技能。4．通过本课题学习使学生认识化学在饮用水处理中的作用以及污水治理中化学知识

2、的运用，增进学生保护水资源、防止水污染的意识，学会正确选择饮用水。教学过程：教师利用学校现有的多媒体设备播放“水的新生”配乐诗风景片。学生听着优美的音乐，看着壮观的水画面对本课题产生无限的遐想。讲解：大自然的水景是多么壮观、多么变化莫测。今天让我们一起来了解水资源。【板书】一、天然水的净化【讲述】河流、淡水湖及浅层地下水等天然水是人类饮用水的主要来源。天然水含有很多杂质如泥土、可溶性物质和致病细菌等，从天然水获得可以饮用的水，一般须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步骤。【板书】(1)沉降悬浮物【讲述】将铝盐或铁盐等絮凝剂加入水中，会形成氢氧化铝或氢氧

3、化铁胶体，它们吸附水中的土壤胶体等自然胶体及悬浮物质形成絮状物。然后沉降。常用的絮凝剂还有聚合铝、镁盐和有机絮凝剂等。【应用】学生讨论明矾为什么能净水？【板书】(2)杀菌消毒【讲述】对少量水通常使用加热煮沸法来杀菌消毒，对大量水多采用强氧化剂氧化法进行杀菌消毒。这些强氧化剂也称为杀菌消毒剂。几种常用的杀菌消毒剂试剂名称成分特性氯气C12具有强氧化性，有毒，易与有机物在光照条件下发生取代反应，与水反应生成次氯酸漂白粉Ca(C10)2和CaCl2的混合物Ca(ClO)2：本身具有强氧化性，在空气中与二氧化碳和水反应生成易分解的次氯酸而容易变质二氧化

4、氯C102具有强氧化性，有毒，不易与有机物在光照条件下发生取代反应【板书】二、城市自来水的获取：【讲述】（一）自来水的处理过程，主要包括以下四个步骤：(1)沉淀：在沉淀池中加人絮凝剂静置，水中的悬浮物可沉淀到池底。(2)过滤：使水通过细砂，以除去沉淀和残存的悬浮物。(3)曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。(4)消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中有害的微生物。经过以上处理的水基本上可以达到饮用水的质量标准。【教师简介】教师简介生活饮用水质标准。【过渡】但某些地区的水由于含有过多的Ca2+、Mg2+

5、使其硬度过大，仍然不适于饮用，还需要进一步对其进行软化处理。【板书】（二）硬水的软化【学生活动】阅读课本13页，水的硬度【学生活动】活动探究：如何软化硬水？【思考】怎样鉴别硬水与软水？软化硬水的方法有哪些？【学生回答】【讲述】常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法等。【板书】1、加热法是通过加热煮沸使暂时硬水所含钙、镁的酸式碳酸盐发生分解，生成难溶的碳酸钙、碳酸镁的方法。【讲述】生成的碳酸镁在加热条件下可与水进一步反应生成更难溶的氢氧化镁。这些难溶盐从水中沉淀下来，达到降低水的硬度的目的。【板书】2、药剂法是向水中加入适当的化学药剂，促

6、使溶解在水中的Ca2+、Mg2+以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。常用的化学药剂有生石灰(与水反应生成熟石灰)、纯碱等。【学生活动】学生讨论写出反应原理【板书】3、离子交换法是采用离子交换剂软化水的一种方法。分阳离子交换剂和阴离子交换剂两类。它们能与水溶液交换具有同性电荷的离子，从而除去或减少不需要的离子。这种方法常用于工业锅炉用水的软化。【学生活动】阅读课本第15页，锅炉用水的软化。【板书】三、纯净水的制取方法【解释】纯净水是选用电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法等适当的加工方法制得的。【讲述】由普通饮用水制取纯净水的过程主要

7、是除去离子的过程。1、离子交换法通常所采用的方法是将原料水通过离子交换树脂，使水中的离子与树脂上的离子进行交换。阳离子交换树脂上的H+与水中的阳离子(如Ca2+)进行交换，释放出H+，而阴离子交换树脂上的0H一与水中的阴离子(如Cl-)进行交换，释放出OH一。H+与0H一结合生成纯水，达到除去离子的目的。离子交换法能有效地除去某些离子，却无法有效地除去其中的有机物或微生物，所以常在离子交换树脂之前进行活性炭过滤处理，以除去有机物。经过离子交换的水再用紫外线或臭氧消毒，就得到可以直接饮用的纯净水。2、反渗透法反渗透法采用的反渗透膜孔径很小，在外加

8、压力的作用下只有水分子能通过，从而得到纯净水。利用这种原理也可以进行海水淡化。注意：在清除水中有害物质得到纯净水的同时，也除去了水中的微量元素。天然水