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2019-2020年高中化學 獲取安全的飲用水教案 魯科版選修1 一、教學目標： 1．認識某些含氯化合物的殺菌消毒原理，明礬等凈水劑的凈水原理，鹽能發(fā)生水解的原理，離子交換法、藥劑法和加熱法能夠降低水硬度的原理，以及污水治理的基本原理和從天然水中獲得科飲用水的一般步驟與原理。。 2．通過了解飲用水的凈化過程主要環(huán)節(jié)的化學知識內容，進一步運用化學必修課程中學習過的有關Mg2+、Ca2+、Al3+和Fe2+、Fe3+、Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的性質等知識。了解自來水廠獲取大量可飲用水的一般步驟與原理。 3．通過“觀察‘思考”“活動探究”等學習活動，初步學習水處理中常用的沉降懸浮物、降低水的硬度等實驗方法和操作技能。 二、情感目標： 通過獲取安全的飲用水知識的學習，使學生認識化學在飲用水處理中的作用以及污水治理中化學知識的運用，增進學生保護水資源、防止水污染的意識，學會正確選擇飲用水。 三、教學重點：天然水的凈化方法，硬水軟化的方法與原理。 四、教學難點：硬水軟化的方法與原理。 五、教學方法：閱讀法、討論總結法 六、教學過程： 教師利用學?，F有的多媒體設備視頻，讓學生了解大自然的水景是多么壯觀、多么變化莫測。但同時水資源也是匱乏的并遭到了較大的污染，對環(huán)境和我們的生活造成了很大的影響。 講解：今天讓我們一起來了解水資源，讓學生知道“水是生命之源”，但水資源的污染問題亟待解決，如何才能得到純凈的天然水？ 【板書】一、天然水的凈化——步驟 【講述】河流、淡水湖及淺層地下水等天然水是人類飲用水的主要來源。天然水能不能直接飲用？天然水里可能含有哪些物質？ 學生思考回答，然后總結投影閱讀 天然水可能含有懸浮物質、膠體物質和溶解物質。所以從天然水獲得可以飲用的水，一般須經過沉降懸浮物、殺菌消毒等步驟。 【板書】1、沉降懸浮物 <動手空間>明礬凈水 【應用】學生閱讀課本P12<知識支持>后分析： 明礬為什么能凈水即凈水的原理？ 【講述】將鋁鹽或鐵鹽等絮凝劑加入水中，會形成氫氧化鋁或氫氧化鐵膠體，它們吸附水中的土壤膠體等自然膠體及懸浮物質形成絮狀物。然后沉降。常用的絮凝劑還有聚合鋁、鎂鹽和有機絮凝劑等如KAl(SO4)212H2O、Al2(SO4)3 、AlCln(OH)3-n、FeCl3 等； 講解：同時明礬凈水可能帶來的鋁危害：研究證實，腦組織對鋁元素有親和性，腦組織中的鋁沉積過多，可使人記憶力減退、智力低下、行動遲鈍、催人衰老。有關醫(yī)院檢測發(fā)現，老年性癡呆癥患者腦組織中鋁含量超過正常人的5—30倍。當鋁在人體內含量超過正常人的5—10倍時，能抑制消化道對磷的吸收，使血清無機磷水平下降，引起骨骼軟化、關節(jié)疼痛。而三氯化鋁、氫氧化鋁、烷基鋁和鹽等藥物，短期內就能使人產生毒副作用?？梢娙藢︿X元素的長期攝入，最終會危害人體的健康。 【過渡】沉淀完懸浮物后的天然水是不是就可以飲用了呢？ 【板書】(2)殺菌消毒 【講述】原理：用強氧化劑或高溫下使菌體蛋白質變性。對少量水通常使用加熱煮沸法來殺菌消毒，對大量水多采用強氧化劑氧化法進行殺菌消毒。這些強氧化劑也稱為殺菌消毒劑。 閱讀課本：幾種常用的殺菌消毒劑 試劑名稱 成分 特性 氯 氣 C12 具有強氧化性，有毒，易與有機物在光照條件下發(fā)生取代反應，與水反應生成次氯酸 漂白粉 Ca(C10)2和 CaCl2的混合物 Ca(ClO)2：本身具有強氧化性，在空氣中與二氧化碳和水反應生成易分解的次氯酸而容易變質 二氧化氯 C102 具有強氧化性，有毒，不易與有機物在光照條件下發(fā)生取代反應 高鐵酸鹽(Na2FeO4),該物質可以沉降、消毒二合一。 學生閱讀課本P13<拓展視野>— 一種性能優(yōu)良的凈水劑——高鐵酸鹽 講解：同時氯氣消毒還是有一定的弊端。由于氯氣運輸、管儲方面的不安全；在投加方面，氣體同水體的溶解性較低，容易散失，水中留存余量難以達到標準；氯氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準確的問題；加之，氯氣等氣體的極強擴散性對環(huán)境存在毒害作用，游離氯的高活性容易形成許多象四氯化碳一類的致癌物質，故而，取消液氯的主張越來越多，也日益受到人們的關注。 【板書】二、城市自來水的獲?。? 【講述】（一）自來水的處理過程，主要包括以下四個步驟： 1、沉淀：在沉淀池中加人絮凝劑靜置，水中的懸浮物可沉淀到池底。 2、過濾：使水通過細砂，以除去沉淀和殘存的懸浮物。 3、曝氣：把水暴露在空氣中，使水與空氣的接觸面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有機物的分解。 4、消毒：加入殺菌消毒劑殺滅水中有害的微生物。 經過以上處理的水基本上可以達到飲用水的質量標準。 【教師簡介】教師簡介生活飲用水質標準。課本P11 【思考】①水瓶使用時間長瓶膽上會有一層水垢，為什么？ ②雨水、雪水不容易產生水垢，為什么？ 【過渡】這是由于某些地區(qū)的水由于含有過多的Ca2+、Mg2+使其硬度過大，所以仍然不適于飲用，還需要進一步對其進行軟化處理。 【板書】（二）硬水和軟水 【學生活動】閱讀課本P13——水的硬度，硬水給生活和生產帶來的危害。 【學生活動】活動探究：如何軟化硬水？ 【思考】怎樣鑒別硬水與軟水？ 軟化硬水的方法有哪些? 學生思考作答 【講述】常用的硬水軟化方法有加熱法、藥劑法和離子交換法等。 【板書】1、加熱法：是通過加熱煮沸使暫時硬水所含鈣、鎂的酸式碳酸鹽發(fā)生分解，生成難溶的碳酸鈣、碳酸鎂的方法——生活中常用的方法。 【講述】生成的碳酸鎂在加熱條件下可與水進一步反應生成更難溶的氫氧化鎂。這些難溶鹽從水中沉淀下來，達到降低水的硬度的目的。 學生閱讀課本P15涉及的反應方程式。 【板書】2、藥劑法：是向水中加入適當的化學藥劑，促使溶解在水中的Ca2+、Mg2+以沉淀的形式從水中分離出來達到軟化目的的方法。常用的化學藥劑有生石灰(與水反應生成熟石灰)、純堿等。 【學生活動】學生討論寫出反應原理 【板書】3、離子交換法：是采用離子交換劑軟化水的一種方法。分陽離子交換劑和陰離子交換劑兩類。它們能與水溶液交換具有同性電荷的離子，從而除去或減少不需要的離子。這種方法常用于工業(yè)鍋爐用水的軟化。 【學生活動】閱讀課本第16頁，鍋爐用水的軟化。 【課堂訓練設計】課本P19 <學以致用> T1 【作業(yè)設計】完成本節(jié)涉及的反應化學方程式 【當堂檢測】 【過渡】我們飲用的自來水有的可能不安全了，那么經常飲用純凈水、礦泉水就好嗎？ 長期飲用純凈水有益健康嗎？你知道二者的區(qū)別嗎？ 【預習布置】預習：課本P16 三、純凈水的制取方法 四、污水治理與環(huán)境保護 【板書設計】 課題2 獲取安全的飲用水 第一課時 一、天然水的凈化——步驟 1、沉降懸浮物 2、殺菌消毒 二、城市自來水的獲取： （一）自來水的處理步驟： （二）硬水軟化方法 1、加熱法 2、藥劑法 3、離子交換法 【教后記】 課題2 獲取安全的飲用水 第二課時 一、教學目標： 1.掌握由普通飲用水質取純凈水的方法與原理。 2.認識污水處理的方法，污水處理的意義。 3.通過本課題學習使學生認識化學在飲用水處理中的作用以及污水治理中化學知識的運用，增進學生保護水資源、防止水污染的意識，學會正確選擇飲用水。 二、情感目標： 通過獲取安全的飲用水知識的學習，使學生認識化學在飲用水處理中的作用以及污水治理中化學知識的運用，增進學生保護水資源、防止水污染的意識，學會正確選擇飲用水。 三、教學重點：純凈水的制取方法 四、教學難點：進一步樹立節(jié)約用水，保護環(huán)境的意識。 五、教學方法：閱讀法、討論總結法 六、教學過程： 【預習檢查】經常飲用純凈水、礦泉水就好嗎？長期飲用純凈水有益健康嗎？你知道二者的區(qū)別嗎？純凈水的制取方法，如何進行污水治理與環(huán)境保護？ 【過渡】未來獲得安全的飲用水，人們開始制的純凈水，如何制取的？ 【板書】三、純凈水的制取方法 【解釋】純凈水是選用電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法等適當的加工方法制得的。 【講述】由普通飲用水制取純凈水的過程主要是除去離子的過程。 1、離子交換法：通常所采用的方法是將原料水通過離子交換樹脂，使水中的離子與樹脂上的離子進行交換。陽離子交換樹脂上的H+與水中的陽離子(如Ca2+)進行交換，釋放出H+，而陰離子交換樹脂上的0H一與水中的陰離子(如Cl-)進行交換，釋放出OH一。H+與0H一結合生成純水，達到除去離子的目的。離子交換法能有效地除去某些離子，卻無法有效地除去其中的有機物或微生物，所以常在離子交換樹脂之前進行活性炭過濾處理，以除去有機物。經過離子交換的水再用紫外線或臭氧消毒，就得到可以直接飲用的純凈水。 2、反滲透法：反滲透法采用的反滲透膜孔徑很小，在外加壓力的作用下只有水分子能通過，從而得到純凈水。利用這種原理也可以進行海水淡化。 注意：在清除水中有害物質得到純凈水的同時，也除去了水中的微量元素。天然水中有多種微量元素是人體所必需的。有的微量元素(如硒)很難從食物中攝取，而主要是從水中得到。長期飲用純凈水，有可能引起一些微量元素缺乏癥。 【過渡】水污染也是導致缺水的一個重要因素,我國的水污染已十分嚴重。所以從現在開始，從我做起要樹立保護水資源的意識。 【板書】四、污水處理與環(huán)境保護 學生閱讀教材 思考：水體污染的因素？處理方法？ 【課堂訓練設計】： 1、我國贏得xx年第29屆夏季奧運會的舉辦權。為向世界展現一個新的形象，某校同學提出下列建議：①開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒；②開發(fā)生產無汞電池；③分類回收垃圾；④提倡使用一次性發(fā)泡塑料餐具和塑料袋；⑤提倡使用手帕，減少餐巾紙的使用；⑥提倡不使用含磷洗衣粉；⑦農業(yè)上合理地使用化肥和農藥。你認為可以采納的是 ( ) A.①②③④⑥⑦ B.②③④⑤⑥⑦ C.①②③⑤⑥⑦ D.全部 2、 下列情況不會造成水污染的是 （ ） A．工業(yè)廢水、廢物的任意排放 B．農業(yè)上大量施用農藥和化肥 C．用第四代廣譜殺菌消毒劑的ClO2對水進行消毒殺菌 D．生活中大量使用含磷洗衣粉，并把污水隨意排放 3．下列物質可以看做是純凈物的是 （ ） A．河水 B．海水 C．蒸餾水 D．農夫山泉礦泉水 4．下列說法中正確的是 （ ） A．水有自凈作用，因此不會被污染 B．水資源非常豐富，無需節(jié)約用水 C．只要是無色、透明的水，就一定未被污染 D．隨著社會的發(fā)展，人類需水量會不斷增加 5．我國淡水資源非常短缺，所以在生產和生活中應該 （ ） A．減少飲水量，以節(jié)約用水 B．將生活用水、工廠廢水直接排放到湖泊或海洋中 C．既要防止和消除水體污染，又要節(jié)約用水 D．水是取之不盡用之不竭的天然資源 6．xx年科學家在南極洲發(fā)現大批企鵝死亡，經解剖化驗發(fā)現其體內含有超量氰化物和大量含鉛等有害物質，下列各項中可能造成此后果的主要原因是 （ ） A．人口增長、人類用水量加大B．食物鏈被破壞，企鵝食物不足 C．工廠廢水、人類生活污水的任意排放 D．二氧化碳氣體增多，全球氣候變暖 7．水可以造福人類，但水被污染后會給人類造成巨大的災難。為防止水體污染，下列措施中可以采用的是①控制水中所有動植物的生長②生活污水先凈化后排放③禁止使用化肥、農藥④工廠廢水經處理達標后再排放（ ） A．①②③ B．②④ C．③④ D．②③④ 8．科學家預言：“水不久將成為一個深刻的社會危機?！币驗椋? ） A．地球上水很少，不能滿足人類的需要 B．土地沙漠化，使空氣中水蒸氣不斷減少 C．由于地球表面氣溫的作用，水會被不斷蒸發(fā)掉 D．淡水資源不充足，分布又很不均勻，而且人類活動使水不斷地受到污染，使淡水資源越來越緊缺 【作業(yè)設計】 9．用直線把下列水污染物的來源和它的實例連結起來。 水污染物來源 水污染實例 a工業(yè)污染 ①不合理使用化肥農藥 b農業(yè)污染 ②用含磷洗衣粉洗衣后直接排放污水 c生活污染 ③冶金工業(yè)的廢渣 d放射性污染 ④核廢物投入深海中 10、在南水北調工程中，為了不再走先污染后治理的路，如果你是位總設計師，你能提出哪些具體措施？ 【預習布置】預習課題3垃圾的分類和垃圾資源的再生利用 【板書設計】課題2 獲取安全的飲用水 第二課時 三、純凈水的制取方法 1、離子交換法 2、反滲透法 四、污水處理與環(huán)境保護 【教后記】