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2019-2020年九年級化學上冊 4.2 飲用水教案 （新版）新人教版 一、教學目的要求 1.了解純水與自然水的區(qū)別，水的凈化、純化方法。 2.了解硬水與人體健康的關(guān)系以及硬水的軟化，及其與軟水的區(qū)別。 二、本課題分析 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起來，前半部分介紹含不溶性雜質(zhì)水的凈化方法，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。其中過濾和蒸餾是初中化學中重要的實驗操作技能，也是本課題中要重點學習的內(nèi)容。 水質(zhì)與健康 　　水、空氣、食品被稱為人類生命和健康的三大要素。水質(zhì)的好壞直接影響到人體的健康。如何判斷水質(zhì)的好壞？我們可以從水的污染和水的成分這兩個方面來分析。 　水污染可分為生物污染和非生物污染。生物污染最常見的是病原微生物污染，污染源主要來自城市的生活污水、醫(yī)院污水，以及下雨時從垃圾堆里沖刷出來的污水，這些含有大量病菌和微生物的污水，流入地下造成水源污染；或是自來水的輸水管道長期使用生銹后，病菌、微生物進入管道造成水污染。非生物污染包括農(nóng)藥、化肥、有害重金屬、石油、有機物等，直接經(jīng)雨水流入河流、湖泊或滲入地下引起污染。有些污染可以通過水的外觀、氣味來判斷，但大部分污染用肉眼或靠嗅覺是無法判斷的，需要借助一些檢測儀器來測定。不過，一旦水出現(xiàn)異味，就絕對不要飲用。 　　純水的化學成分是氫和氧，無色、無味、透明。但我們實際上飲用的水由于經(jīng)過巖層、土壤來提取并與空氣接觸，所以飲用水中實際上已溶入了許多物質(zhì)，如多種礦物質(zhì)、有機物等。目前人類已知的化學元素有107種，在天然水中已檢出60多種。水中所含的這些礦物質(zhì)構(gòu)成了水的硬度（1硬度是指1升水中含有相當于10毫克的氧化鈣，又稱德國度）。當 水的硬度高于8德國度時叫硬水，小于8德國度稱軟水。我國規(guī)定飲用水的硬度標準為不高于25度。 　　硬水含有的鈣、鎂、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等成分較多。長期飲用硬水，一方面可能導致胃腸功能紊亂，出現(xiàn)暫時性的腹脹、排氣多、腹瀉、水土不服等癥狀。另一方面使人易患腎結(jié)石、膽結(jié)石。硬水同時也給我們的生活帶來了許多麻煩，如用硬水燒開水，時間一久在水壺和熱水瓶的底部會沉積厚厚的一層黃白色水垢；用它洗衣，水中的鈣鎂離子使可溶性肥皂變成不溶性的硬脂酸鈣沉淀，從而使肥皂喪失去污能力；用硬水炒菜，菜不容易變軟。水中如果含鈣或鎂離子過多，鈣或鎂與硫酸根結(jié)合，使水產(chǎn)生苦澀味。我們有時喝水感到苦澀就是因為水的硬度過高造成的。在我國北方一些城市，普遍存在著地下水的硬度呈逐年升高的趨勢，有的城市以平均每年增長0.5度－1度的速度上升。水硬度增高與水污染密切相關(guān)。 硬水對日常生活的影響 　　軟水是否就安全呢？當然不是越軟越安全。水中的礦物質(zhì)是我們?nèi)梭w獲得礦物質(zhì)的一個十分重要的途徑。如在100升硬度為20個德國度的硬水中，所含鈣相當于6,000克豬肉、2,000克鯉魚或1,000克雞蛋所含的鈣。軟水中的礦物質(zhì)含量低，長期飲用會導致人體某些礦物質(zhì)的缺乏，引發(fā)系列疾病。國外曾有報道，在飲用軟水的地區(qū)，心臟病成為高發(fā)病?！? 　　聯(lián)合國的一項名為“綜合評估世界淡水資源”的最新研究報告指出：目前，世界上約有三分之一的人生活在淡水資源缺乏的環(huán)境中，而若人們繼續(xù)像現(xiàn)在這樣節(jié)制不力用水的話，那么三十年后貧水人口數(shù)將可能達到三分之二。 　據(jù)稱地球上有百分之九十七的水屬于不可飲用的水，而余下的百分之三的水資源中又 有三分之二在冰川雪原，不能直接供人們使用，人們可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量僅占地球總水量中極微小的比例。人們用水分配中農(nóng)業(yè)灌溉占百分之六十七，工業(yè)生產(chǎn)占百分二十三，市政民用占百分之十。本世紀以來，隨著全球人口數(shù)量的激增，農(nóng)業(yè)用水量以增長了五倍，工業(yè)用水量增長了二十六倍，市政用水量增長了十八倍。目前，世界已有十億人口生活在淡水資源貧缺環(huán)境中。 　　雖然淡水資源的危機今后將日益明顯，但事情并非無可挽救。聯(lián)全國秘書長科菲安南指出，人類現(xiàn)在只使用了地球上可再生利用淡水貯量的六分之一左右，只要今后措施得力，用水節(jié)制，未來還是有希望。 水的凈化 自來水廠凈水過程示意圖 城市中的生活用水是經(jīng)自來水廠凈化處理過的。而在某些鄉(xiāng)村，則利用明礬溶于水后生成 的膠狀物對雜質(zhì)的吸附，使雜質(zhì)沉降來達到凈水的目的。 活性炭凈水器示意圖 　　活性炭有多孔結(jié)構(gòu)，總表面積可達 500m2g-1 ～1000m2g-1。它有強大的吸附本領(lǐng)。在廢水處理中的作用主要有以下方面： 　　除臭——除去由酚、石油等引起的異味； 　　去色——去除由各種染料形成的顏色或有機污染物及 Fe、Mn等形成的色度； 　去除有機物——農(nóng)藥、殺蟲劑、氯代烴、芳香族化合物以及其他生物難降解有機物的去除； 　去除重金屬—— Hg、Cr 等重金屬離子； 　合成洗滌劑的去除；放射性物質(zhì)的去除；用具有吸附作用的固體過濾液體，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)，除去臭味。市場上出售的凈水器，有些就是利用活性炭來吸附、過濾水中的雜質(zhì)的。 　水的純化 　純化水為原水經(jīng)蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的供藥用的水，不含任何附加劑。實驗室可以通過蒸餾得到純水。 實驗室制取蒸餾水的裝置圖 　　現(xiàn)代家庭已普遍使用純凈水、礦泉水，然而家庭日常生活用水方面存在的問題往往被大家忽視。研究部門提供的信息表明：北京、上海乃至全國的自來水供應，因受技術(shù)、開發(fā)和維護成本等條件限制，所供水中的氟、碘、鋅、鎂等化學元素含量較高，造成水的硬度較大。專家指出：不少家庭水池、漁港、馬桶水垢不斷；水管、龍頭生銹硬化；衣物洗后發(fā)英泛黃；燒水壺底厚厚的水垢，噴淋頭堵塞；更有甚者，硬水還時刻影響我們的身體健康，如消毒用氯與水中的有機物產(chǎn)生的ＴＨＭＳ（三鹵甲烷）等致癌物質(zhì)、鈣、鎂的不容鹽類，由于不易代謝，在膽、腎中極易產(chǎn)生結(jié)石，給人帶來痛苦。這些都是硬水的緣故。 硬水和軟水的轉(zhuǎn)化