2019-2020年九年級(jí)化學(xué) 《第三單元 自然界的水》 課題3 水的凈化教案 人教新課標(biāo)版.doc

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2019-2020年九年級(jí)化學(xué) 《第三單元 自然界的水》 課題3 水的凈化教案 人教新課標(biāo)版 從容說課 本課題圍繞水的凈化問題，將吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的方法有序地串聯(lián)起來。這部分內(nèi)容可分為兩部分，前半部分介紹含不溶性雜質(zhì)水的凈化方法，重點(diǎn)介紹過濾的方法，并讓學(xué)生親自動(dòng)手做“河水的凈化”實(shí)驗(yàn)，從而掌握過濾這種方法的注意事項(xiàng)和水的凈化的程與方法。 后半部分以硬水軟化為例介紹含溶解性雜質(zhì)水的凈化方法，重點(diǎn)介紹了蒸餾的方法，通過學(xué)生親自動(dòng)手制取蒸餾水來掌握蒸餾的方法，尤其是在蒸餾過程中的一些注意事項(xiàng)。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，課本上還給學(xué)生介紹了如何自制簡(jiǎn)單凈水器，使本課內(nèi)容得以延伸和擴(kuò)展，縮短了課本知識(shí)與生活實(shí)際之間的距離。 本課題盡管講解難度不大，內(nèi)容也較淺顯，但學(xué)生要真正理解和掌握本課題內(nèi)容，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)便起決定性的作用，所以引導(dǎo)學(xué)生積極正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作與探究，便成了本課題教學(xué)的重點(diǎn)。 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 (1)了解純水與自然水、硬水與軟水的區(qū)別。 (2)了解吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈水的方法。 2．過程與方法 (1)學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)等方法得到信息。 (2)學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、歸納、總結(jié)等方法對(duì)實(shí)驗(yàn)獲取信息進(jìn)行加工。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 (1)保持對(duì)生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 (2)把學(xué)到的知識(shí)用以解決生活中的一些問題，縮短理淪與實(shí)踐之間的距離。 (3)樹立為社會(huì)進(jìn)步和生活水平提高而努力學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。 教學(xué)重點(diǎn) 1．純水與自然水、硬水與軟水的區(qū)別。 2．吸附、沉淀、過濾、蒸餾等凈水方法。 教學(xué)難點(diǎn) 1．培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力。 2．引導(dǎo)學(xué)生正確的做好實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)方法 創(chuàng)設(shè)問題情境→實(shí)驗(yàn)探究→得出結(jié)論→聯(lián)系實(shí)際→提出問題→實(shí)驗(yàn)探究→解決問題→發(fā)揮想象→提高興趣。 教具準(zhǔn)備 1．教師用具 (1)投影儀、錄像機(jī)、河水、自來水、純凈水、硬水、肥皂； (2)燒杯、玻璃棒、濾紙、剪刀、鐵架臺(tái)、燒瓶、碎瓷片、酒精燈、冷凝管、試管、錐形瓶 2．學(xué)生用具 (1)燒杯、玻璃棒，濾紙、剪刀、鐵架臺(tái)、酒精燈、燒瓶、冷凝管； (2)河水、硬水。 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過程 [學(xué)習(xí)情景]展示河水、自來水、純凈水各一瓶，讓學(xué)生比較并說出它們的區(qū)別。 [回答]1．河水比較渾濁，而自來水和純凈水比較澄清。 2．自來水和純凈水相比較，純凈水更澄清。 [說明]純凈水雖然比較澄清、透明，但純凈水不等于純水。 [過渡]用比較渾濁的河水、湖水、海水、井水如何得到比較澄清的自來水呢?這就是我們本課題要研究的“水的凈化”問題。 [板書]課題3 水的凈化 [介紹]純水是無色、無臭、清澈透明的，而自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里由于含有許多可溶性和不溶性的雜質(zhì)，因此常呈渾濁。 [提問]如何把河水、井水、湖水等含有雜質(zhì)的天然水變成澄清的供我們飲用呢? [回答]1．城市中的生活用水可以經(jīng)自來水廠凈化處理。 2．在某些鄉(xiāng)村，可以利用明礬溶于水后生成的膠狀物對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行吸附，使雜質(zhì)沉降，從而達(dá)到凈水的目的。 [教師]大家回答得很好，說明大家課前進(jìn)行了很好的預(yù)習(xí)。上周我班化學(xué)興趣小組曾利用雙休日對(duì)我市自來水廠進(jìn)行了參觀和調(diào)查，了解了自來水廠對(duì)水的凈化過程，下面我們請(qǐng)他們來給我們講一下參觀訪問情況。 [學(xué)生活動(dòng)]講述參觀訪問自來水廠情況，簡(jiǎn)單介紹自來水廠凈化過程。 [錄像]投放學(xué)生參觀自來水廠和聽取水廠負(fù)責(zé)人介紹凈水過程的錄像片。 [總結(jié)]聽了同學(xué)們剛才的介紹，大家對(duì)自來水廠的凈水過程有了一定的了解，接下來我們把這一過程加以總結(jié)。 先從取水口取水，在水中加入絮凝劑，然后進(jìn)入反應(yīng)沉淀池沉淀。在沉淀池中進(jìn)行沉淀后，再轉(zhuǎn)入過濾池，過濾池就如我們實(shí)驗(yàn)中的濾紙起過濾作用，把一些不溶性雜質(zhì)除掉。把除掉不溶性雜質(zhì)的相對(duì)干凈的水送入活性炭吸附池，因?yàn)樗谐胁蝗苄噪s質(zhì)外，還含有一些可溶性雜質(zhì)，而活性炭可以吸附一些可溶性雜質(zhì)，如顏色、異味等等。從活性炭吸附池中出來的水已經(jīng)是相當(dāng)澄清了，就是所謂的清水了，這時(shí)就可進(jìn)入清水池。最后再進(jìn)入配水泵，在進(jìn)入配水泵之前要對(duì)水進(jìn)行投藥消毒，這樣就可以送給千家萬(wàn)戶，供人們使用了。 [過渡]我們可以對(duì)這一過程畫出一簡(jiǎn)單的示意圖。 [投影]展示“自來水廠凈水過程示意圖”。 [教師]通過剛才對(duì)凈水過程的學(xué)習(xí)，大家已經(jīng)知道水中的雜質(zhì)可以分為可溶性和不溶性兩大類。除去這兩類雜質(zhì)要分別用到不同的方法，除去不溶性雜質(zhì)可以用哪些方法呢? [回答]靜置和過濾。 [板書]一、除不溶性雜質(zhì)的方法 [說明]靜置是我們生活中最常用的一種方法。大家知道，當(dāng)暖壺里只剩下少量水，倒進(jìn)杯里有些渾濁，若靜置一段時(shí)間，則雜質(zhì)就會(huì)沉到水杯的底部，而上部的水比較澄清。 [板書]①靜置 [提問]經(jīng)靜置后，水中的雜質(zhì)能全部沉到杯底而水特別澄清嗎? [回答]不一定。這與時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，也與雜質(zhì)種類有關(guān)，有的靜置一段時(shí)間后，水仍顯渾濁。 [教師]可見，只是因?yàn)殪o置的方法簡(jiǎn)單易行，人們才經(jīng)常使用它，但并不能徹底地除掉雜質(zhì)。要想徹底除掉雜質(zhì)，最常用的是另一種方法過濾。 [板書]②過濾 [投影]過濾注意事項(xiàng) 取一張圓形濾紙，折疊好放入漏斗。注意一定要使濾紙和漏斗貼緊，以免使液體沿漏斗和濾紙之間的縫隙流下去，起不到過濾的作用。把濾紙放入漏斗后，要使濾紙的邊緣低于漏斗的邊緣；倒液體時(shí)，要使液面低于濾紙的邊緣，這都是為了防止液體沿漏斗和濾紙之間的縫隙流下，而起不到過濾的作用。傾倒液體時(shí)，要使液體沿玻璃棒流下，燒杯口要靠住玻璃棒，玻璃棒起引流的作用，下端要靠住濾紙三層的一面，以免把濾紙捅破；漏斗的下端要靠緊燒杯內(nèi)壁，以免液體飛濺造成量的減少。 [總結(jié)]由此可見，過濾過程中的注意事項(xiàng)可以總結(jié)成一句話“一貼二低三靠”。 [板書]注意事項(xiàng)：一貼二低三靠。 [教師]下面就請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)以上過濾注意事項(xiàng)，親自進(jìn)行活動(dòng)與探究。 [投影]展示“活動(dòng)與探究?jī)?nèi)容”。 ①取3個(gè)燒杯，各盛大半燒杯渾濁的河水，向其中2個(gè)燒杯中各加入了1藥匙明礬粉末，攪拌溶解后，靜置，觀察現(xiàn)象。 ②取上面處理過的一杯液體，進(jìn)行過濾。 ③比較未經(jīng)處理的天然水和做了不同程度處理的水，它們的清澈程度有何區(qū)別? [學(xué)生活動(dòng))…… (教師巡視學(xué)生活動(dòng)情況，并適時(shí)地對(duì)他們操作中的一些錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行糾正，力爭(zhēng)使每個(gè)小組都得到預(yù)期的效果) [請(qǐng)學(xué)生代表陳述實(shí)驗(yàn)結(jié)果] ①加入明礬的兩個(gè)燒杯經(jīng)靜置后，河水變得較澄清；沒加明礬的燒杯靜置后，河水也略微澄清，但不如加明礬的燒杯中的水澄清。 ②經(jīng)過濾后的水變得更澄清。 [思考]可以利用什么物品代替實(shí)驗(yàn)室中的濾紙和漏斗來過濾液體? [回答]①可以用生物上學(xué)過的半透膜，半透膜的特點(diǎn)是水等小分子可以自由通過，而一些雜質(zhì)等大分子不能通過，所以可用半透膜來代替濾紙。 ②可閉砂粒、煤屑或木炭塊作為過濾物質(zhì)，在砂粒之間存在狹小空隙，水能通過而雜質(zhì)不能。 [轉(zhuǎn)折]上面我們討論的是除去不溶性雜質(zhì)的方法。那么，對(duì)于可溶性的雜質(zhì)應(yīng)怎樣除去呢? [板書]二、除可溶性雜質(zhì)的方法 [提問]前面我們講自來水廠凈化水的過程時(shí)，曾說到“活性炭吸附池”，大家明白這個(gè)“活性炭吸附池”是做什么的嗎?它在這里起什么樣的作用? [回答]活性炭吸附池也起除雜質(zhì)的作用。因?yàn)榛钚蕴烤哂形叫?，它可以除去一些可? 性雜質(zhì)，如帶顏色的小顆粒、氣味等等。 [總結(jié)]確實(shí)如此。某些具有吸附作用的固體用來過濾液體時(shí)，不僅可以濾去液體中的不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去異味?；钚蕴烤途哂羞@樣的功能，所以常被用作凈水劑。市場(chǎng)上出售的凈水器，有些就是利用活性炭吸附性能而過濾水中的雜質(zhì)的?？梢?，吸附是常見的除去可溶性雜質(zhì)的一種方法。 [板書]①吸附 [介紹]可用作吸附劑的除活性炭外，還有我們前面提到過的明礬?，F(xiàn)在有越來越多的新型凈水劑問世，它們的功能具有明顯的優(yōu)越性，如：堿式氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等。 [提問]經(jīng)過靜置、過濾、吸附等凈化處理后的水變得相當(dāng)澄清，所得的水就是純水了嗎? [回答]這樣得到的水仍不是純水。 [介紹]經(jīng)靜置、過濾、吸附等凈化處理后的水盡管變得相當(dāng)澄清，但仍不是純水，經(jīng)過這些手段只除去了水中的不溶性雜質(zhì)和異味，但水中還有許多溶解的雜質(zhì)。如有些地區(qū)的水很容易使水壺或盛水的器具上結(jié)水垢，就是因?yàn)樵摰貐^(qū)的水中溶有較多的可溶性鈣和鎂的化合物，在水加熱或長(zhǎng)久放置時(shí)，這些化合物會(huì)生成沉淀(水垢)。我們把含有較多可溶性鈣、鎂化合物的這種水叫做硬水；不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。 [板書]硬水和軟水 1．硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。 2. 軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。 [設(shè)問過渡]硬水和軟水有什么區(qū)別呢? [實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]取兩個(gè)燒杯，分別盛一杯硬水和一杯軟水，把肥皂水分別加到這兩個(gè)燒杯中，觀察兩燒杯中產(chǎn)生泡沫的情況。 [現(xiàn)象及結(jié)論]我們看到盛軟水的燒杯出現(xiàn)了非常豐富的泡沫，而盛硬水的燒杯則沒有泡沫出現(xiàn)，所以我們可以通過這種方法檢驗(yàn)硬水和軟水。 [教師]通過預(yù)習(xí)和查閱相關(guān)資料以及上網(wǎng)查詢，大家說出硬水具有哪些危害。 [回答] ①用硬水洗衣服，既浪費(fèi)肥皂也洗不凈衣服，時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣服變硬，穿在身上非常的不舒服。 ②鍋爐用水硬度高了十分危險(xiǎn)．因?yàn)殄仩t內(nèi)結(jié)垢后不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過熱，易引起管道變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸。 ③長(zhǎng)期飲用硬度很高的水，不利于人體健康。 [教師補(bǔ)充實(shí)例] 幾年前，我們附近的一所中學(xué)曾發(fā)生一起鍋爐爆炸事故，由于當(dāng)時(shí)已是飯后，食堂附近人員較少，所以傷亡情況不算嚴(yán)重，但也給人們留下了慘痛的教訓(xùn)。造成這一事故的原因就是水的硬度過高，時(shí)間長(zhǎng)了鍋爐內(nèi)結(jié)了非常厚的水垢，水垢堵塞了出氣孔，水蒸氣排不出來，從而引發(fā)了這起爆炸事故。 [請(qǐng)學(xué)生交流對(duì)此事故的看法] [學(xué)生都很震驚，但從此事件也充分認(rèn)識(shí)到硬水帶給我們的危害] [總結(jié)]既然硬水給我們的生活和身體帶來了這么大的傷害。所以無論是飲用還是日常使用都不能用硬水。 [提問]那么我們?nèi)绾尾拍芙档退挠捕龋屗兂煽晒┪覀兪褂玫能浰? [回答]我們可以設(shè)法除去硬水小的鈣、鎂化合物，這樣可以使硬水變成軟水。 [教師]除去硬水中的鈣、鎂化合物，使硬水變成軟水這一過程稱為硬水的軟化。 [思考]軟化硬水的方法有哪些呢？ [講解]工業(yè)上和科學(xué)實(shí)驗(yàn)小軟化硬水的方法很多。生活中通過煮沸水也可以降低水的硬度，達(dá)到軟化硬水的目的。 [過渡]有沒有一種方法，既可以除去水中的不溶性雜質(zhì)，又能夠降低水的硬度呢?答案是肯定的，那就是蒸餾。 [板書]②蒸溜 [介紹]實(shí)驗(yàn)室常用的蒸餾水就是一種凈化程度較高的水，而且水的硬度又比較低。蒸餾水一般由工業(yè)生產(chǎn)提供，也可以在實(shí)驗(yàn)室制取，下面我們就來制取一些蒸餾水。 [投影并講解制取蒸餾水的操作步驟及注意事項(xiàng)] ①在燒瓶中加入約1／3體積的硬水，再加入幾粒碎瓷片以防加熱時(shí)出現(xiàn)暴沸。 ②連接好儀器(注意一定要使各部位緊密連接，不能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象)。 ③加熱燒瓶(注意不要使液體沸騰得太劇烈，防止液體通過導(dǎo)管直接流到試管里)。 ④倒掉開始蒸餾出的部分液體，收集到10 mL左右蒸餾水時(shí)，停止加熱。 ⑤用肥皂水比較水蒸餾前后的硬度變化。 [教師]下面清同學(xué)們親自動(dòng)手來制取蒸餾水，一定要注意剛才所強(qiáng)調(diào)的問題。 [學(xué)生活動(dòng)]…… (教師巡視查看學(xué)生活動(dòng)情況，并進(jìn)行正確的引導(dǎo)) [請(qǐng)學(xué)生陳述活動(dòng)結(jié)果] 實(shí)驗(yàn)后得到的蒸餾水硬度較低，因?yàn)閷⒎试硭谷牒螽a(chǎn)生了豐富的氣泡。 [總結(jié)]可見通過蒸餾，既除去了水中的可溶性雜質(zhì)，又降低了水的硬度，可謂一舉兩得。 [展開想象的翅膀]學(xué)完本節(jié)以后，你想到了什么?請(qǐng)你談?wù)劇? [教師要對(duì)學(xué)生所談感受予以肯定和表?yè)P(yáng)，這也可充分展示他們的想象力] [可能有的回答] 1．我想發(fā)明一種新型凈水機(jī)，通過處理，既可除掉水中的可溶性和不溶性雜質(zhì)，又可降低水的硬度。 2．我想通過一種方法把海水中的鹽去掉，再除掉水中的雜質(zhì)，將海水變成我們可以飲用和使用的淡水。我國(guó)的海水資源十分豐富，如果能把海水變成淡水供我們使用，對(duì)我們來說豈不是一筆巨大的財(cái)富? 3．我想發(fā)明一種新型鍋爐，既節(jié)省能源，又能在燒開水的過程中自動(dòng)降低水的硬度。 [小結(jié)]通過本節(jié)課我們知道了水的凈化的四種方法。其中靜置和過濾可以除去不溶性雜質(zhì)，吸附和蒸餾可以除去水中的可溶性雜質(zhì)，而蒸餾既可以除去雜質(zhì)，又可以降低水的硬度。同時(shí)我們還了解了硬水帶給我們的危害以及軟化硬水的方法。 [布置作業(yè)] 1．習(xí)題1、2、3、4。 2．親自做家庭小實(shí)驗(yàn)自制簡(jiǎn)易凈水器。 3．除去家里茶壺、熱水瓶、燒開水的鍋等底部的水垢。 板書設(shè)計(jì) 課題3 水的凈化 一、除不溶性雜質(zhì)的方法 ①靜置 ②過濾 注意事項(xiàng)：一貼二低三靠。 二、除可溶性雜質(zhì)的方法 ①吸附 ②蒸餾(可降低水的硬度) 附：硬水和軟水 1. 硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。 2. 軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水。 考題回顧 1．(xx年濟(jì)南市中考題)水對(duì)人類的生存具有非常重要的意義，沒有水就不可能有生機(jī)勃勃的地球，所以保護(hù)水資源是人類共同的責(zé)任。下列各項(xiàng)能造成水質(zhì)嚴(yán)重污染的是( ) ①生活污水的任意排放 ②海上油輪的原油泄漏 ③水力發(fā)電 ④農(nóng)藥化肥的不合理使用 ⑤使用無磷洗衣粉 A．只有①②③ B．只有①②④ C．只有③⑤ D．只有②③⑤ 2．(xx年南京市中考題)今年9月南京城北污水系統(tǒng)處理一期工程將如期完成，屆時(shí)湖南路、中山路、新模范馬路及下關(guān)部分地區(qū)的水環(huán)境將首先得到改善。為了檢測(cè)廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)： (1)在實(shí)驗(yàn)室過濾除去廢水的固體雜質(zhì)，所需的玻璃儀器有：_______、______、_________。 (2)用_______來檢測(cè)廢水的酸堿度。 答案：1．B 2．(1)玻璃棒 燒杯 漏斗 (2)pH試紙 備課資料 1．為什么明礬能澄清水質(zhì)? 農(nóng)村中自來水還不普及，家庭用水大多取自河塘、水庫(kù)或湖泊。雨季開始后，雨水經(jīng)常沖刷地面，從四面八方把洗地水匯入水體，常使河塘坑涌以及水庫(kù)等水質(zhì)渾濁，含有大量泥沙、雜質(zhì)和細(xì)菌、病菌。為了確保人們的身體健康，這樣的水就需要經(jīng)過澄清或過濾后，才可使用。 水質(zhì)澄清處理，除了專門的澄清劑以外，最常見的就是用明礬作沉淀劑，讓雜質(zhì)沉淀而使水清亮起來。有少數(shù)人顧慮長(zhǎng)期飲用明礬沉淀過的水，會(huì)“食薄腸”，對(duì)身體有害，這是沒有科學(xué)根據(jù)的。明礬放到水中可產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，經(jīng)攪勻后能和水中的堿性碳酸鹽化合成膠性物質(zhì)，從而能夠吸附許多不易沉淀的微小顆粒，包括細(xì)菌、病菌。這樣越吸越多，使渾濁的水很快澄清了。明礬雖沒有殺菌作用，但是當(dāng)水中的顆粒隨著吸附性物質(zhì)下沉?xí)r，大部分細(xì)菌也隨著下降了。因此，水中雜質(zhì)和細(xì)菌都能減少。 怎樣用明礬來澄清濁水呢?其用量要看水的渾濁程度、水溫及酸堿度等情況而定。一般用量是每百斤水加2～3克。先把明礬化為一定濃度的水溶液徐徐加入水中攪勻，直到出現(xiàn)絨毛樣的凝集物時(shí)為止。再靜放半小時(shí)，水就澄清了。如沒有明礬，也可建造簡(jiǎn)易的砂濾池。采用砂粒、煤屑或木炭等作為過濾物質(zhì)。在砂粒之間存在狹小的空隙，在水流過時(shí)，能把較大的雜質(zhì)攔截下來。砂層表面所隔層叫做生物膜的薄膜，它有更小的空隙，又有吸附作用，可以濾除水中更細(xì)小的雜質(zhì)和許多微生物。渾濁水經(jīng)過砂濾后，消除渾濁的效果達(dá)到80％～90％，并能除菌、阻隔和清除蠕蟲和阿米巴原蟲。但是千萬(wàn)要記住，不論用明礬還是用砂濾池澄清凈化的水，都不能生喝，必須煮沸后方可飲用。 2．水的凈化和污水處理 水的凈化和污水處理技術(shù)大致可歸為三類：物理方法(沉淀、上浮、浮選、離心分離、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、冰凍、磁化、電解、反滲透等)，化學(xué)方法(凝聚、中和、氧化、還原、置換、離子交換、電滲析等)，生物方法(好氣生物處理和厭氣生物處理)。 幾種常用的水處理技術(shù)： (1)氯化消毒。通常用于自來水的消毒。氯氣有殺菌力強(qiáng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，一直是當(dāng)今世界上使用最多，且應(yīng)用最廣泛的種殺菌劑。氯氣能溶于水，常溫下在水中與水反應(yīng)生成強(qiáng)氧化劑次氯酸。次氯酸易于穿透細(xì)胞壁，能損害細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)、RNA、DNA等物質(zhì)釋 出，并影響多種酶系統(tǒng)，從而使細(xì)菌死亡。同樣，把漂白粉加入水中也能生成次氯酸。 氯氣作為長(zhǎng)期使用的水消毒殺菌劑，其負(fù)面作用越來越突出，主要表現(xiàn)在：氯氣與水中的某些有機(jī)物作用可產(chǎn)生有致癌作用的有機(jī)氯衍生物；當(dāng)水中的pH大于9時(shí)，氯氣的殺菌作用明顯降低；長(zhǎng)期使用，細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性，使氯氣的用量逐漸增加。因此，少用或不用氯氣作為飲用水的殺菌劑，開發(fā)新型的殺菌劑是發(fā)展的必然趨勢(shì)。 (2)磁化技術(shù)。磁化技術(shù)是將要處理的水以一定的流速通過有一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，水迅速切 割磁感線，使水中鈣離子、鎂離子等結(jié)晶形態(tài)發(fā)生形變。成為松散的渣，隨水流去，以起到防垢作用。 (3)反滲透技術(shù)。滲透是水通過半透膜，從比較純的區(qū)域移動(dòng)到濃溶液區(qū)域的過程。如果將足夠大的機(jī)械壓力作用于膜內(nèi)的溶液上，水就被迫從膜里面的濃溶液流到外面區(qū)域來，這稱為反滲透。在一張半透膜的兩邊分別放清水和含鹽的水(或廢水)，在含鹽水的一邊施加一定的壓力，使含鹽水中的水滲過膜，流向清水一邊，使含鹽水濃縮，清水增加。目前使用的膜大都是醋酸纖維膜，它對(duì)處理鹽水很理想。科學(xué)家們正在尋找新的半透膜，以滿足反滲透法的各種應(yīng)用。 (4)電滲析技術(shù)。滲析就是讓溶液中選定的質(zhì)點(diǎn)通過膜，而不讓其他質(zhì)點(diǎn)通過。電滲析是離子在電場(chǎng)影響下通過膜的特例。電滲析是在外加電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中離子的選擇性透過(即陰膜只有陰離子透過，而陽(yáng)膜只有陽(yáng)離子透過)，使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去，以達(dá)到濃縮、純化、合成、分離的目的。它可用于苦咸水、海水的淡化及廢酸、廢液的處理。 (5)離子交換法。讓要處理的水先后通過陽(yáng)離子和陰離子交換樹脂得到凈化的一種方法。 (6)臭氧處理法。將氧氣或空氣通過放電處理或暴露于一定波長(zhǎng)的紫外線中，使氧氣聚合成臭氧。以3萬(wàn)伏的高電壓將氧氣轉(zhuǎn)變成臭氧混入水中，可制成具有強(qiáng)力殺菌效果的臭氧水。臭氧水的濃度一般控制在200萬(wàn)分之一左右。臭氧有很強(qiáng)的氧化能力，可使水消毒，去除水中的酚、氰、硫化物，起脫色去臭作用。臭氧可以氧化水中絕大多數(shù)有機(jī)物。水中不飽和化合物在臭氧作用下形成臭氧化物。臭氧化物水解時(shí)，不飽和鍵斷裂，形成較小的有機(jī)分子，其主要生成物為甲醛、丙酮酸、乙酸等。隨著氧化過程的進(jìn)行，pH逐漸降低最后達(dá)到中性。 (7)“第四代”廣譜殺菌消毒劑。二氧化氯被稱為“第四代”廣譜殺菌消毒劑。它殺菌消毒安全、高效、快速。二氧化氯之所以成為安全高效的飲用水殺菌劑。是因?yàn)樗难趸詷O強(qiáng)，是氯氣的2．6倍。在水中的溶解度約是氯氣的5倍。二氧化氯不像氯氣那樣能迅速分解，在水中不以二聚或多聚狀態(tài)存在，這有利于它在水中迅速擴(kuò)散。二氧化氯不產(chǎn)生有潛在危害的有機(jī)鹵代物。在pH為3．0～9．0范圍，它的殺菌作用可達(dá)到滿意的效果。使用二氧化氯作飲用水的殺菌劑，每升水中只需加3％的二氧化氯溶液0．4 mg就可使殺菌率達(dá)99％以上。二氧化氯廣泛應(yīng)用于自來水、醫(yī)院、食品、飼養(yǎng)、蔬菜等的殺菌、保鮮和漂白中。在工業(yè)上也可用它殺滅異養(yǎng)菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌，并可抑制水垢的產(chǎn)生。它對(duì)水中的污染物，如氰化物、硫化物、酚類、胺類等有分解作用，還可以除去有機(jī)胺類、有機(jī)硫化物所引起的水質(zhì)異味。 3．氧化塘是怎樣把廢水變成資源的? 工業(yè)廢水排到環(huán)境中，會(huì)污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，危害人體健康。但是，通過生物處理，不僅可以使廢水凈化，而且能回收其中一些有用的元素，使廢水成為可利用的寶貴資源。氧化塘是指有一定結(jié)構(gòu)和功能的水生生態(tài)系統(tǒng)。進(jìn)入氧化塘的有機(jī)污染物，在好氧條件下主要由好氧細(xì)菌進(jìn)行分解，形成銨、磷酸根和二氧化碳等產(chǎn)物；藻類通過光合作用，利用這些產(chǎn)物作為營(yíng)養(yǎng)源，合成本身的機(jī)體。并釋放出氧氣，供好氧菌繼續(xù)氧化降解有機(jī)物。在正常光照條件下，這兩組生物的代謝作用相互依存，循環(huán)不斷，從而使水質(zhì)不斷凈化。通過生物使有害廢水轉(zhuǎn)化為行用資源，這種轉(zhuǎn)化，在科學(xué)上稱為“態(tài)系的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換”。氧化塘是一種利用生態(tài)系的代謝功能處理廢水的方法。 微生物具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，當(dāng)外界環(huán)境條件改變時(shí)，它們能相應(yīng)調(diào)節(jié)體內(nèi)新陳代謝系統(tǒng)，使之能在新的環(huán)境中繼續(xù)生長(zhǎng)下去。這種適應(yīng)性的一種是在細(xì)菌分裂過程小遺傳物質(zhì)的突變，形成突變種，其中有一些對(duì)新環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；另一種是細(xì)菌體合成能分解毒物的誘導(dǎo)酶，這種酶平時(shí)在細(xì)菌體內(nèi)完全沒有或其量極微，只有當(dāng)某種物存在的情況下，才能誘導(dǎo)這種酶的合成，這就是細(xì)菌的酶適應(yīng)性。獲得以上適應(yīng)能力細(xì)菌能將毒物分解，使它變成自己的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由于氧化塘提供了合適的環(huán)境條件，各種細(xì)菌在這里相互競(jìng)爭(zhēng)，最后那些適應(yīng)新環(huán)境，具有分解相應(yīng)毒物能力的細(xì)菌便大量繁殖，使氧化塘具有凈化毒物的能力。有毒的有機(jī)物在氧化塘中通過細(xì)菌的作用，變成無毒的無機(jī)物，成為藻類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，藻類大量繁殖，造成所謂“富營(yíng)養(yǎng)化”。 在塘底層還存在厭氧細(xì)菌的作用，它們通過無氧代謝過程，將污染物分解成二氧化碳、硫化氫、沼氣和有機(jī)酸等產(chǎn)物。此外，懸浮體和膠狀體的沉淀作用，水生植物的吸收作用，陽(yáng)光和菌藻分泌物的消毒作用等，使氧化塘對(duì)重金屬污染物和細(xì)菌、病毒也有一定的去除效果。整個(gè)過程中，起決定作用的是細(xì)菌和藻類的代謝活動(dòng)，這是氧化塘凈化污水的生化基礎(chǔ)。 水中的微小植物藻類，是利用太陽(yáng)光和水中的無機(jī)磷、氧，生長(zhǎng)繁殖不斷形成自身的有機(jī)物質(zhì)的；一些浮游動(dòng)物，如常見的魚蟲，以食藻類為生；許多魚類，又以浮游動(dòng)物或其他小動(dòng)物為食。通過菌藻浮游動(dòng)物魚這個(gè)食物鏈，將一部分太陽(yáng)能和水中的營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的形式存在；魚和其他生物死后，細(xì)菌又將它們分解成無機(jī)物釋放到水中。這就是氧化塘這個(gè)生態(tài)系中，物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換過程。 4．肥皂為什么具有去污作用?為什么不宜在硬水中使用? 肥皂的去污作用與它的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)系。從結(jié)構(gòu)上看，肥皂是偶極分子，是由12～18個(gè)碳原子組成的脂肪酸鈉、鉀鹽類。它的一端是疏水基的碳鏈，另一端是親水基的羧基。肥皂分子既有親水性又有親油性，所以就能使原來互不相溶的水和油聯(lián)系起來。衣服上的油污在肥皂分子的團(tuán)團(tuán)包圍之中，借助水分子的作用，逐漸溶解，再借助于揉搓及攪拌的力量，最后被水清洗掉。 肥皂在軟水中具有很強(qiáng)的去污洗滌作用，但它在冷水中溶解得不好，在酸性條件下會(huì)形成脂肪酸的團(tuán)塊，降低肥皂的去污效果。在硬水中，肥皂分子與水中的鈣、鎂、鋁、鐵等離子結(jié)合形成所謂的金屬皂沉淀在織物上，這些金屬皂不易漂洗，因此會(huì)降低肥皂的去污洗滌作用。 　 年級(jí) 　初三 學(xué)科 化學(xué) 版本 期數(shù) 內(nèi)容標(biāo)題 水的凈化 分類索引號(hào) 　　G.623.2 分類索引描述 　教學(xué)法 主題詞 水的凈化 欄目名稱 　教案精選 供稿老師 審稿老師 錄入 一校 二校 審核