資源簡介

(共35張PPT)
跨學科實踐活動1　自制簡易凈水器
第三單元　探秘水世界
學科串聯
知識儲備
1．界定任務：課前調查和課上討論水在生活中的應用及各類用途對水質要求的不同，明確自制簡易凈水器設計需要考慮的問題及思路，確定凈水器的設計和制作目標及改善前后水質的檢測手段。
2．建構模型：通過學習自來水廠凈水過程，觀察過濾及蒸餾實驗，了解常見的凈水方法及達到的效果。小組討論初步建立自制簡易凈水器的一般程序和方法，形成模型。
3．制作作品：應用模型，從實際需求出發，選擇多種凈水方法，繪制設計圖，小組合作動手制作簡易凈水器，并設計檢測手段檢測凈化前后水質改善情況。通過多輪次的“設計—行動—反思”對簡易凈水器及水質檢測方法進行實驗和優化。
4．作品發布：小組展示、交流和評價制作的簡易凈水器及使用的水質檢測方法。反思和總結簡易凈水器制作及水質檢測的經驗，提煉解決作品制作類問題的思路與方法。
1．設計簡易凈水器如圖，過濾層內a、b、c的材料應分別為(　　)
體驗探究
題號
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A．小卵石、石英砂、活性炭
B．石英砂、小卵石、活性炭
C．活性炭、小卵石、石英砂
D．活性炭、石英砂、小卵石
√
A　[為達到最佳的凈水效果，過濾層內a、b、c的材料應分別為小卵石、石英砂、活性炭。]
題號
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2．2024年“世界水日”“中國水周”主題宣傳活動。活動期間，項目小組同學利用自制的簡易凈水器(如圖所示)對水樣進行處理。下列說法錯誤的是(　　)
題號
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A．沸石可除去水中顆粒較大的難溶性雜質
B．活性炭可以吸附異味
C．用肥皂水檢驗凈化后的水是否為硬水
D．經過簡易凈水器得到的水是純凈物
√
題號
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D　[沸石起過濾的作用，可除去水中的難溶性固體雜質，A正確；活性炭有吸附性，作用是吸附色素和異味，B正確；取一杯水倒入肥皂水，浮渣越多，水的硬度越大，C正確；要達到將硬水變為軟水的效果，需要降低水中鈣、鎂離子含量，該裝置不能除去水中的可溶性鈣、鎂化合物，得不到純凈的水，D錯誤。]
題號
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3．化學興趣小組的同學設計并制作如圖所示的簡易凈水裝置。利用該裝置模擬凈化當地河水。下列分析正確的是(　　)
A．小卵石的作用是除去水中的可溶性雜質
B．活性炭可吸附水中的色素和異味
C．出水口的水中不含可溶性鈣、鎂化合物
D．為除去水中微生物等可通過靜置沉淀
√
題號
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B　[小卵石的作用是除去顆粒較大的不溶性雜質，A錯誤；活性炭具有吸附性，可吸附水中的色素和異味，B正確；出水口的水中仍含有較多的可溶性鈣、鎂化合物，屬于硬水，C錯誤；靜置沉淀可以除去水中較大的難溶性雜質，但不能除去水中微生物等，殺菌消毒可以除去水中微生物等，D錯誤。]
題號
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4．某便攜式戶外凈水器能夠除去河水、溪水中的鉛離子、汞離子等有害金屬離子和軟化水質。如圖是該便攜式戶外凈水器的結構示意圖，下列有關分析正確的是(　　)
題號
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A．將出水和入水位置互換后，凈水效果更好
B．該裝置利用了活性炭的吸附性
C．凈化后，水中鉛離子、汞離子含量升高
D．向凈化后的水中加入肥皂水，產生較多浮渣
√
題號
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B　[出水和入水的位置互換，水自上而下速度加快，凈水時間變短，減弱了凈水效果，A錯誤；活性炭具有疏松多孔的結構，其具有吸附性，可以吸附水中的色素和異味，達到凈水的目的，B正確；凈水裝置能除去水中的鉛離子、汞離子，凈化后，水中鉛離子、汞離子含量降低，C錯誤；凈水裝置能軟化水質，故向凈化后的水中加入肥皂水，產生較多泡沫，D錯誤。]
題號
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5．生命吸管是一種將污水凈化為飲用水的裝置。其結構圖及部分材料的工作原理如圖，下列說法錯誤的是(　　)
題號
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A．活性炭的作用是吸附色素和異味
B．生命吸管可降低水的硬度
C．超濾膜的作用是過濾細菌和病毒
D．經過生命吸管處理后的水是純水
√
題號
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D　[活性炭具有疏松多孔結構，其作用是吸附色素和異味，A正確；根據圖示可知，離子交換樹脂吸附鈣離子、鎂離子降低水質的硬度，生命吸管可降低水的硬度，B正確；超濾膜能過濾掉大于濾膜孔徑的細菌和病毒，C正確；根據題圖可知，經過生命吸管處理后的水仍有少量含有鈉離子的雜質，不是純水，D錯誤。]
題號
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6．依據如圖所示，小蘭自制凈水器進行實驗，從上口倒入帶有紅色的水之后，最初下口出現的是黑水，一段時間后，下口出現的是紅水，于是小蘭改進了自己的凈水器。關于小蘭的實驗，下列說法正確的是(　　)
題號
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A．出現黑水說明剛好做好的凈水器需要被洗滌
B．出現紅水說明活性炭沒有起吸附作用
C．小蘭應減少凈水器中的活性炭
D．小蘭應在凈水器中加入更多的石英砂
√
題號
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A　[由于剛好做好的凈水器中存在較多小顆粒的活性炭，它很容易從紗布及蓬松棉中隨水流出，所以使用前應對過濾器進行洗滌操作，以去除小顆粒的活性炭，A正確；活性炭具有吸附色素的作用，出現紅水說明活性炭對紅水吸附作用不充分，可能是活性炭量較小的原因，不代表活性炭沒有起到吸附作用，B錯誤；由B的分析可知凈化后水仍然是紅色可能是因為活性炭較少，因此小蘭應增加凈水器中的活性炭，以達到凈化水的目的，C錯誤；石英砂在過濾器中的作用是過濾去除水中的大顆粒固體，對色素的吸附不起作用，所以增加石英砂并不能起到應有的吸附作用，同樣會得到紅色的水，D錯誤。]
題號
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7．圖1為古今凈水工藝的對比，圖2為自制簡易凈水器，請回答問題：
題號
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(1)圖1“漉水囊”可濾出水中浮游生物，此過程對應的操作1的名稱是________。
(2)永嘉出土的明末水處理池是最早利用“木炭吸附”的凈水工藝，現代凈水過程中常用________代替木炭，其在凈水中的作用是______________________。
(3)自來水廠可用氯氣進行消毒，發生反應的符號表達式為Cl2＋H2O―→HCl＋HClO，上述物質中，屬于氧化物的是________(填化學式)。
過濾
活性炭
吸附色素和異味
H2O
題號
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(4)用圖2的簡易凈水器處理河水，下面對該凈水器分析不正確的是________(填字母)。
A．能殺菌消毒
B．能把硬水變為軟水
C．能得到純凈水
D．能讓渾濁的河水變得澄清
ABC
題號
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(5)在空間站中膜法凈水也是一種廣泛的凈水方法。利用膜法凈化水的主要過程如圖3所示，膜法凈水的原理與化學實驗中__________操作類似。經過超濾膜后得到的凈化水是________(填“純凈物”或“混合物”)。
過濾
混合物
題號
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(6)愛護水資源，人人有責，請你寫出一條保護水資源的方法：___________________________。
淘米水澆花(合理即可)
題號
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解析：(1)過濾是將不溶于液體的固體與液體分開的一種方法，所以“漉水囊”可濾出水中浮游生物，此過程對應的操作1的名稱是過濾。
(2)由于活性炭的吸附性好于木炭，所以現代凈水過程中常用活性炭代替木炭，由于活性炭具有吸附性，其在凈水中可以吸附色素和異味。
題號
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(3)由反應的符號表達式可知，氯氣由氯元素組成，屬于單質；氯化氫由氯元素和氫元素兩種元素組成，屬于化合物；次氯酸由氯元素、氫元素和氧元素三種元素組成，屬于化合物；水由氫元素和氧元素兩種元素組成，屬于氧化物，其化學式為H2O。
(4)該裝置不能殺菌消毒，A錯誤；該裝置不能除去硬水中的鈣、鎂化合物，不能把硬水變為軟水，B錯誤；該裝置不能除去水中的所有雜質，不能得到純凈水，C錯誤；該裝置能讓渾濁的河水變得澄清，D正確。
題號
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(5)膜法凈水原理與化學實驗中過濾操作類似；其原理是利用顆粒大小不同進行分離，離子和水分子可以透過超濾膜，得到的凈化水中含有離子，是混合物。
(6)保護水資源的方法有很多種，常見的有：淘米水澆花；一水多用等。
題號
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8．水是生命中不可或缺的物質。化學興趣小組的同學們在學習了與水有關的知識后，決定對日常生活中司空見慣的自來水分別從生產過程、水質檢測、自制凈水器等方面展開項目式學習。
活動一：參觀自來水生產過程
【參觀實踐】
(1)同學們在老師的帶領下來到自來水廠參觀自來水的生產過程，該過程主要包括：取水→加絮凝劑→________→吸附→投藥消毒→配水。
過濾
題號
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活動二：測量自來水的硬度
【查閱資料】同學們查閱了相關資料，了解到國家有關水的硬度的標準為
類別 極軟水 軟水 中硬水 硬水 高硬水
以CaCO3濃度計(mg/L) 0～75 75～150 150～300 300～450 450～700
題號
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【進行測量】
(2)同學們在實驗室中取少量自來水，用便攜式水硬度檢測儀測得該自來水的硬度為311.2 mg/L，說明本地區的自來水屬于________。同學們又向此自來水中加入少量肥皂水，攪拌后觀察到__________________，也得出了相同結論。
硬水
泡沫少，浮渣多
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活動三：自制簡易凈水器
【交流探討】同學們認為，雖然自來水的水質在出廠時已檢驗合格，但在管道運輸過程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自來水時，最好安裝凈水器。于是他們在老師的幫助下，利用所學知識，制作了簡易凈水器。
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【成果展示】
(3)同學將自制的簡易凈水器(如圖)在學校“科技節”上進行了展示，請你與他們一同完成對有關結構的說明。
活性炭
題號
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解析：(1)自來水生產過程：取水→加絮凝劑→過濾→吸附→投藥消毒→配水。
(2)測得自來水的硬度為311.2 mg/L，對照水的硬度標準表格，300＜311.2＜450，為硬水。用肥皂水鑒別硬水和軟水，加入肥皂水后，泡沫少，浮渣多的是硬水，泡沫多，浮渣少的水是軟水，同學們又向此自來水中加入少量肥皂水，得出水是硬水，觀察到現象：泡沫少，浮渣多。
題號
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(3)自制的簡易凈水器的空白處應為活性炭，活性炭表面具有疏松多孔的結構，有良好吸附性，可以吸附顏色、氣味等，利用活性炭來吸附、過濾水中的雜質。
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