单质和分质供水模式的研究

人教版九年级化学上册《跨学科实践活动3 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构》教学设计【教材分析】本项目针对人类饮水安全、水的净化问题而设计，属于化学与健康、资源领域的作品制作类实践活动。

该项目涉及“科学探究与化学实验"学习主题中基本化学实验技能，关注“化学与社会·跨学科实践"学习主题中健康部分的内容，促进学生发展变化观，进一步发展“系统与模型"跨学科大概念。

【学情分析】学生具有一定的生活经验，在生活中接触过沉淀、过滤等物质分离方法。

但不了解更多物质分离方式，不太清楚物质分离的原理缺乏对已学知识分类、归纳、综合、推理的能力和思维意识；学生具备基本的科学思维能力，但思维方式的层次不高，学习方式较被动但缺少科学探究与实践的体验，对产品设计无从下手；学生具备一定的动手能力,对产品的研发制作缺少理论知识和设计能力。

学生节水意识不强，对爱护水资源的具体实践措施认识片面单一。

爱护水资源的认识停留在书本，不能主动践行节约用水。

【教学目标】1.通过查阅书籍和资料，了解水净化的流程，知道常用的净化水的方法有吸附、沉降、过滤、蒸馏等;通过对净化后的水质进行检测，获得实验证据，形成一定的证据推理能力;2.在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑、严谨求实的科学态度;3.通过该项目的学习，初步认识化学与健康，化学与环境的关系，树立爱护水资源和节约用水的意识，形成可持续发展观念，增强社会责任感。

【教学重点】在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑、严谨求实的科学态度;【教学难点】在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑、严谨求实的科学态度;【教学方法】自主学习法、探究学习法、合作学习法【教学准备】教师准备：多媒体课件。

分质供水随着城市化进程的加快，城市人口的快速增长，供水问题成为了城市发展中的一个重要挑战。

为了解决这一问题，分质供水被提出并逐渐应用于城市的供水体系中。

本文将介绍分质供水的概念、优势和实施方法。

一、分质供水的概念分质供水是一种将供水分为不同质量水流的供水方法。

具体而言，它是将原水按照水质不同进行分类处理，分为不同的等级。

优质水源被用于饮用水供应，而适合进行工业用水或其他非饮用水用途的水被单独处理并供应给用户。

二、分质供水的优势1. 提供高品质饮用水：通过将优质水源保留给居民饮用水供应，分质供水能够保证提供高品质的饮用水，提高了居民生活水平。

2. 提高供水效率：由于分质供水使得不同质量的水被单独处理，可以根据不同用途决定水的处理程度，从而提高了供水效率。

3. 降低供水成本：分质供水减少了对原水进行过度净化的需求，减少了水处理的成本，降低了供水价格。

4. 保护水资源：分质供水通过有效利用和管理水资源，减少对水资源的浪费和污染，促进了可持续水资源利用。

三、分质供水的实施方法1. 原水分流：分质供水的第一步是将原水根据水质分成不同的水流。

这可以通过水流分流器或水质分隔装置实现。

2. 不同水流的处理：根据水流的不同质量，不同水流需要不同的处理方法。

优质水源可以直接经过简单的过滤和消毒处理用于饮用水供应。

而较低质量的水流需要进行更复杂的处理，如深度过滤、消毒和去除重金属等有害物质。

3. 分质供水系统的建设：分质供水系统需要建立合适的水处理设施和输水管道，以确保供水的稳定性和安全性。

4. 监测和管理：分质供水系统需要建立完善的监测机制，对供水进行定期检测和评估，确保水质符合相关标准。

同时，还需要加强对分质供水系统的管理，确保设施的正常运行和维护。

四、分质供水的应用案例1. 某城市采用分质供水系统，将河水和地下水分为两个等级。

河水经过细致的处理后，成为优质饮用水供应给居民，而地下水则被用于工业用水和园林灌溉。

2. 在某工业园区，分质供水系统被引入，将原水分为三个等级。

分质供水方案简介分质供水是一种通过将水按照不同的性质分别处理，然后供给不同用途的一种水处理方案。

这种方案可以根据不同的需求，为不同行业和消费者提供符合要求的水质。

方案设计1. 水源分质供水的第一步是确定水源。

选取合适的水源非常重要，可以根据当地情况选择自然水源如河流、湖泊或地下水等。

选择好的水源是保证后续水质处理质量的基础。

2. 初步过滤初步过滤是分质供水过程中的第一步处理，通过物理方法去除大部分的固体杂质。

可以采用沉淀、过滤或筛网等方法进行初步过滤。

初步过滤的目的是减少后续处理过程中的负担，保护设备的正常运行。

3. 前处理前处理主要是针对水中的悬浮物、胶体、有机物等进行处理。

这些物质会对后续的水处理工艺产生一定的影响，因此需要对其进行去除。

常用的前处理方法包括絮凝、沉淀、离子交换等。

4. 分质处理分质处理是分质供水的核心，根据不同的水质要求，采取不同的处理方法。

常见的分质处理方法包括：4.1. 膜分离技术膜分离技术通过膜的选择性通透性分离不同的溶质，可以有效去除水中的悬浮物、胶体、病菌等，得到较纯净的水质。

膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。

4.2. 吸附技术吸附技术是利用物质与水中溶质之间的吸附作用实现分离和去除。

常见的吸附材料有活性炭、树脂等。

吸附技术可以去除水中的有机污染物、重金属离子等。

4.3. 活性氧化技术活性氧化技术通过使用活性氧化剂将水中的有机污染物进行氧化降解，可以高效去除水中有机物。

常用的活性氧化技术有高级氧化和臭氧处理等。

5. 稳定调节对于一些需要特定水质的行业和消费者，还需要进行稳定调节以满足其需求。

常见的稳定调节方法包括调节pH值、添加必要的药剂等。

6. 备用处理在设计分质供水方案时，还需要考虑到设备的运行稳定性。

因此，在整个处理过程中，还需要考虑设备故障和维护的情况，设置备用处理设备以确保供水的连续性。

结论分质供水方案可以根据不同的需求，为不同行业和消费者提供符合要求的水质。

课题3水的组成六、教学反思板书设计第四单元自然界的水课题3 水的组成一、氢气(H2)1．物理性质：无色、无臭、难溶于水。

2．化学性质：可燃性(产生淡蓝色火焰)。

3．验纯方法：管口朝下，用拇指堵住试管口移近酒精灯火焰，移开拇指，若听到很小的声音，则表示氢气已纯。

4．爆炸极限：4％～74．2％。

二、电解水实验现象：①两极都产生无色气体。

②与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比约为1：2。

三、验证实验结论：1．与电源正极相连的电极上产生的气体是氧气。

2．与电源负极相连的电极上产生一种新的气体叫氢气。

水(H2O)氢气(H2)+氧气(O2)水是由氢元素和氧元素组成的。

四、单质和化合物1．单质：由同种元素组成的纯净物。

2．化合物：由不同种元素组成的纯净物。

教学反思水的组成探究是本单元最重要的知识之一，也是培养学生实验能力和科学探究意识的良好素材。

教材编排中，对水的组成的认识是通过水的电解实验和对实验现象的讨论分析获得的，这样既于史实相符，又体现了人们认识客观世界的科学过程和方法，这样展现知识，也具有启发学生思维的作用，同时也渗透了科学思维方法的教育。

关于水物理性质的描述，在教学中可以依照氧气物理性质的叙述顺序探讨归纳，在做电解水的实验过程中，可让学生自己观察、描述实验现象，最终通过讨论归纳水的组成，以以逐步培养学生的观察、概括、分析、综合能力。

在学生理解了水的组成后，引导掌握化合物、单质的概念及判断方法就相对容易了。

课堂注重学生的自主学习，体现课堂以学生为主体，教师为主导的特色。

通过引导学生对氢气的性质的初步认识，了解水的生成来初步认识水的组成，再通过水的电解实验的探究讨论、观察实验现象等方式，让学生又一次认识水是由氢、氧元素组成的结论。

课堂教学进行的很顺利，实验也很成功，达到了预设的教学效果，很好的培养了学生的实验操作能力和观察能力，提升了学生科学探究的意识。

但从课内检测情况看，学生对“纯净物与单质”和“混合物与化合物”这两对概念容易混淆，应用不够熟练，需要在后面的学习中进一步强化。

在比较中学习科学—《物质在水中的分散状况》课例研究报告摘要：比较思维即“比同”和“辨异”，是人类普遍应用的思维方式。

本文以《物质在水中的分散状况》为例，阐述如何在科学学习中运用比较思维方法，帮助学生认识不同物质在水中分散状况的异同，从而为建构溶液、悬浊液、乳浊液等概念打下基础。

关键词：比较思维概念建构一、问题的提出1．课例研究背景某市甲初中科学教研组2021学年第一学期第一次教研活动的主题为“在比较中学习科学”。

为了使本次教研活动取得更好的效果，除了本校全体科学教师参与以外，还邀请了市教研室的初中科学教研员A老师、B老师以及市初中科学骨干教师C老师对本次教研活动进行指导。

2．比较思维乌申斯基说过：“比较是一切理解和思维的基础。

”比较，有两个互相联系的方面，一是比同，即求得事物间的共同之处；二是辨异，即认识事物间的相异之处。

在科学学习中运用比较思维方法，可以帮助学生认识事物、物质间的异同，从而为概念的建构打下基础。

二、课例的内容浙教版初中科学八年级上册第一章第6节《物质在水中的分散状况》为了更好地进行研究，我们将研究活动分为两个阶段：第一次执教者先进行教学设计，教研组对教学设计进行讨论，执教者在考虑教研组建议后进行反思和教学再设计；第二次课堂教学，执教者在课堂上执行重新设计的教学方案，研究小组进行课堂观察和课后分析讨论等等。

三、学情分析对于本节内容，学生已经有一定的生活经验和知识储备。

如日常生活中，蔗糖、酱油等在水中的溶解，五香粉、米粉等与水的混合，筷子，玻璃棒对物质溶解的搅拌等。

在七年级进行“影响溶解快慢的因素”的探究时，学生已经掌握了药品的取用，物质的溶解和加热等实验的基本操作，这些生活经验和知识储备为本节课的学习打下了良好的基础。

同时，八年级学生的感性思维较强，课堂自主、民主的意识较为强烈。

因此，教师可以从学生生活中挖掘素材，在课堂上重现生活中的有关现象，让学生自己动手实验，使学生在边观察边思考的过程中形成溶液的概念，区别溶液、悬浊液和乳浊液，并能运用这些知识解释生活中的有关现象。

《水的净化》教学设计◆教材分析本课题围绕水的净化问题，将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地串起来，前半部分介绍含不溶性杂质水的净化方法，后半部分以硬水软化为例介绍含溶解性杂质水的净化方法。

其中过滤和蒸馏是初中化学中重要的实验操作技能，也是本课题中要重点学习的内容。

◆思路说明以生活中的一杯污水引入，通过讨论分析的形式选择相对应的净化方法，进而联系自来水厂的处理过程，让学生初步了解净水的方法，以及软硬水的相关内容。

◆教学目标【知识与技能】1.知道纯水与天然水、硬水与软水的区别，并学会用肥皂水检验硬水与软水。

初步了解硬水的危害及硬水的软化方法；2.了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。

初步学会过滤的操作方法。

【过程与方法】1.通过对一杯浑浊天然水进行净化的实验探究，认识净化水的各种方法与净化程度；2.学习运用观察、比较、分析、归纳和总结等方法从实验中获取信息并进行加工。

【情感态度与价值观】1.感受一杯净水来之不易，树立珍惜水、爱护水的思想；2.通过学生亲自参与水净化过程的实验探究，感受化学对生活、对社会的积极意义，◆教学重难点【教学重点】1.纯水与自然水、硬水与软水的区别；2.沉淀、吸附、过滤和蒸馏等净化水的方法。

【教学难点】过滤的操作方法，培养学生动手实验的能力。

◆教学过程一、情景导入展示：河水，井水、雨水、自来水，纯净水，蒸馏水讨论：它们的区别是什么？回答：A：河水较浑浊，而其他水较澄清。

B：自来水与纯净水比较，纯净水更澄清。

说明：纯净水虽然比较澄清，但纯净水不等于纯水。

过渡：自然水怎样才能变成比较澄清的自来水呢？这就是我们今天要学的水的净化。

二、讲授新课多媒体展示：自来水厂净化水的过程。

讲解：通过自来水厂净化的过程，我们知道水中的杂质分为可溶性和不溶性两大类。

（一）除不溶性杂质的方法1、静置[演示实验1] 将一杯泥水静置一段时间现象：水中杂质沉到水杯底部，上层水较澄清。

提问：经静置后，水中的杂质能全部沉到水杯底部而水特别澄清吗？回答：不一定，这与时间长短有关，与杂质种类有关。

课题水的组成课型新课第 1 课时教学目标知识与能力复习元素、单质、化合物、分子、原子等概念和氧气的性质。

过程与方法通过电解水的实验，使学生了解水的组成。

情感态度与价值观巩固“在化学反应里分子可以分成原子，而原子却不能再分”的认识。

重难点教学重点通过实验活动分析水的组成。

教学难点认识事物的科学的思维方法的形成。

教法学法自主探究合作探究教具学具准备课件教学过程教学设计二次备课一、查学诊断《国语》中的《郑语》里明确地提出金、木、水、火、土是构成万物的基本物质元素。

同时还提出不同的物质元素在一起，方能相互作用，产生新物质，如果只是同一物质元素，那是产生不出新物质的。

知识链接：2000多万物质100多种元素数十万个英文单词26个英文字母点疑：物质间能相互转化，就足以说明，不同的物质之间有着相同的基本成分，元素是组成物质的基本成分，是化学变化过程中不变成分。

问题：既然古人认为水是一种元素，那么他们认为水可以继续分解吗？二、示标导入展示：一杯水水是地球上最普通、最常见的物质。

问题：你认识水吗？请大家谈谈对水的认识。

设问：让我们看看古人是如何认识水的！三、导学施教(宋体小四)教师活动：动：你也认为水不可以分解吗？（教师手拿一杯水）过渡：水可不可以继续分解呢？让我们从科学实验中寻找答案！演示：实验3－1水的电解实验（教师边实验边说明实验方法）组织小组交流，观察并记录小组讨论情况。

组织学生进行组间交流。

讨论问题：水可不可以分解，为什么？大家观察的真细致！化学现象可以帮助我们判断有没有化学变化发生。

不过，正如大家所想的，判断水是否分解还得找出实验中生成的气体到底是什么气体？生成的气体会是水蒸汽吗？强化问题：如果水在通电的条件下可以分解，那么生成物会是两种什么气体呢？展示史实：１８世纪末，法国化学家拉瓦锡在前人探索的基础上，发现水可以分解，产物为氢气和氧气。

板书：水氢气＋氧气H2O H2 O2大家能用实验的方法证明两支玻璃管中的气体分别是氢气和氧气吗？请大家设计实验方案。

课题3 水的组成学归纳总结知识巩固老师投影正确答案，并进行点评通电水—→氢气+ 氧气H2O H2O2播放实验视频（水分子分解示意图）证明化学反应中，分子可以在分，原子不能再分。

探讨教材中的“讨论”栏通过以上实验说明水是由什么元素组成的？指导学生自学老师总结：电解水实验证明水是由氢、氧两种元素组成的；化学反应中，分子可以在分，原子不能再分创设情景：给出一些纯净物的化学式，请同学们按元素组成（老师强调分类原则：元素种类）如：O2、H2O、NaCl、P2O5、N2、KClO3、CO2、Fe3O4、C、HCl等电解水生成氢气和氧气的过程属于（）A．化学变化 B．物理变化C．化合反应 D．置换反应2.水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的化学方程式，在右图所示的装置中，当电源接通一段时间后，甲管中气体的体积与乙管中气体的体积之比为。

（小结）本节我们主要研究了水的组成。

通学习同学们不仅要了解这些知识，更重要的要从学习中体会到要想掌握一门科学知识，须有一丝不苟的严谨的学习态度，更要有实求是、勇于探索的精神。

氧气的方法。

学生讨论、交流，并分别在纸上书写分析、讨论、交流、发言讨论、发言、归纳单质、化合物、氧化物的概念，并要求学生每类物质自己再举出1～2个例子。

练习，反馈纠正让学生记忆一些化学式，分散化学式记忆难点。

培养学生的信息加工能力，培养学生的自主学习的能力。

小组讨论，集思广益，将已经接触过的纯净物进行分类。

练习并回答问题。

板书设计课题3 水的组成一、水的组成 1.电解水的实验：（1）现象：出现气泡，V 正极∶V 负极=1∶2（体积比）（2）电解水的文字表达式：水−−→−通电氢气+氧气 H 2O H 2 O 2 2.水是由氢元素和氧元素组成的 二、单质和化合物 1.单质：如O 2、H 2、N 22.化合物：如H 2O 、CO 2、Fe 3O 4、Al 2O 3、P 2O 53.氧化物：由氧元素和其他任何一种元素组成的化合物教学反思水的组成探究是本单元最重要的知识之一，也是培养学生实验能力和科学探究意识的良好素材。