資源簡介

(共18張PPT)
自制凈水器
活動引入
如果在野外生存，如何保障飲水安全呢？能否設計制作一個簡易的凈水器嗎？
野外的水源是否可以直接飲用？
不能，水中除了肉眼可見的泥沙、黏土和藻類等，還可能有致病菌、寄生蟲等，直接飲用會導致腹瀉、絞痛、惡心嘔吐等不適癥狀
你知道自來水廠是如何凈水的嗎？
使懸浮顆粒發生凝聚而沉降
使懸浮的不溶性雜質沉降下來
分離液體和不溶于液體的固體物質
消毒殺菌
活動任務
這些凈水方法分別有什么作用呢？
了解自來水廠和家用凈水器的凈水原理
任 務 一
自來水廠凈化后的水是純凈物還是混合物？
有什么方法可以使混合物轉化為純凈物？
混合物，水中還有可溶性雜質，如Ca2+、Mg2+等
蒸餾：利用混合液體中各組分沸點不同，使水蒸發，再冷凝得到純凈的蒸餾水
通過水的凈化方法和原理，你能分析總結混合物中分離雜質轉化為純凈物的思路與方法嗎？
天然水
泥沙
帶色或異味的物質
細菌
可溶性物質
小顆粒
大顆粒
沉淀
過濾
消毒
蒸餾
吸附
蒸餾水
混合物
純凈物
水的凈化：
單一凈化程度由低到高
分析混合物成分
尋找成分性質差異
利用性質差異選擇合適的方法進行分類
混合物分離的一般思路：
自來水廠凈化處理過的水能夠直接飲用嗎
資料卡片
自來水廠能除去天然水中大多數雜質，但是水體中對人體有害的離子，以及加氯消毒過程中殘留的含氯物質
(余氯)是不能被完全除去的，同時輸
水管道中也難免有些不潔物質和致病
細菌，因此不宜直接飲用自來水，應
將自來水煮沸后再飲用，或使用市售
家用凈水器進行二次濾水。
觀看視頻，了解家用凈水器的工作原理并繪制原理簡圖。
家用凈水器的原理簡圖：
PP棉
5 μm
活性炭
PP棉
1 μm
反滲透
RO膜
（0.1~1nm）
活性炭
進水口
出水口
除去泥沙
、鐵銹等
除色素異味、部分有機物
除大分子雜質
除重金屬，鈣、鎂化合物，細菌病毒等
除色素異味，改善口感
按照“先大后小”的原理依次過濾水中的雜質
思考：家用凈水器是按照什么順序除去各種雜質的呢？
通過了解自來水廠和家用凈水器的凈水原理，你認為設計自制凈水器有哪些注意事項？
1. 按照凈化程度從低到高的順序使用凈水方法
2. 按照從大到小的順序依次去除水中的雜質
3. 根據雜質種類選擇相應的凈水方法和材料
河水中有哪些雜質呢？你能利用下列材料設計制作一款簡易凈水器凈化河水嗎？
自制凈水器并交流互評
任 務 二
物品 石英砂 小卵石 紗布 活性炭 塑料瓶 ……
實物圖 ……
單價 (元/kg) 2.76 7.6 3.5 元/卷 56 1 元/個 ……
確定雜質成分
選擇凈水材料
選擇凈水方法
泥沙
水中的懸浮物
顏色、異味
可溶性雜質
沉淀
過濾
吸附
蒸餾
燒杯或塑料瓶
小卵石、石英砂、紗布
活性炭
蒸餾裝置
設計思路：
畫出你設計的草圖
蓬松棉
紗布
活性炭
石英砂
小卵石
紗布
紗布
紗布
測試自制凈水器
取100 mL有顏色的渾濁的天然水，慢慢注入自己小組制作的凈水器中，注意不要讓水溢出。可從以下幾個角度記錄凈水效果。
測試指標 凈化100mL水用時 回收水 的體積 渾濁度 顏色 氣味 TDS值
測試結果
資料卡片 TDS筆
TDS筆是一種測量水質的檢測設備，TDS為溶解的固體總量，測量單位為毫克 / 升( mg/L ) , 它表示 1 升水中溶有多少毫克固體溶解物。TDS值常用來驗證凈水器凈化的效果。
TDS值 水質
0~9 純凈水
10~60 山泉水
60~100 凈化水
100~300 自來水
300以上 超級污水
從以下維度對各小組設計的凈水器進行評價。
組別 評價維度 凈水原理 選用材料 成本 使用效果
小組1
小組2
……
自制凈水器互評
根據小組交流的結果，優化本小組的設計方案
不同小組設計的凈水器凈化效率存在一定差異，哪些因素會影響凈水效率呢？
水流速度/方向
……
材料堆疊順序
材料堆疊厚度
凈水方法
裝置結構
H2O
可以通過實驗進行探究！
探究凈水效率的影響因素
任 務 三
影響凈水效率的因素有這么多，那設計實驗時有哪些注意事項？
實驗過程中要控制單一變量，以排除其他因素對結果的干擾
確定影響因素的條件
實驗組
對照組
施加實驗變量
不施加
實驗變量
控制無關變量相同
對照分析
實驗變量的有關結論
明確問題
以探究水流速度對凈水效率的影響為例進行設計實驗
提出假設
探究水流速度的快慢是否對凈水效率有影響
設計實驗
相同裝置水流速度越快，凈化效率越低
1. 制作兩個相同的凈水器，向一個凈水器快速倒入待凈化后的河水水樣，向另一個凈水器中用注射器緩慢加入相同體積的待凈化后的河水水樣
2. 分別使用觀測法和TDS筆檢測法對凈化水的水質進行檢測評分，判斷不同水流速度的凈水效果
根據實驗現象分析，得出實驗結論

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