第2章跨学科实践活动2自制净水器课件-九年级化学沪教版(2024)上册

跨学科实践活动2自制净水器第2章

空气与水资源【2025-2026学年】沪教版化学

九年级上册（精做课件）授课教师：********班级：********时间：********跨学科实践活动2自制净水器活动1：封面标题：跨学科实践活动2自制净水器副标题：用科学智慧净化身边的水活动2：活动目标知识与技能：巩固水的净化原理，如过滤、吸附等，理解不同材料在净水过程中的作用。学会利用生活中的常见材料设计并制作简易净水器，掌握组装和调试的基本技能。过程与方法：经历“构思设计→选取材料→动手制作→测试改进”的完整过程，培养动手实践能力和创新思维。通过小组合作，提升团队协作与问题解决能力，学会在实践中优化方案。情感态度与价值观：认识到水资源保护的重要性，体会科学知识在解决实际问题中的价值。激发对科学探究的兴趣，培养节约水资源、合理利用资源的意识。活动3：设计原理净水原理：过滤：利用不同孔径的材料（如纱布、石英砂、小卵石等），阻挡水中的不溶性杂质，使水变得澄清。吸附：借助活性炭等具有吸附性的材料，吸附水中的色素、异味以及部分可溶性杂质。沉淀：让水中较大颗粒的杂质在重力作用下自然沉降，减少后续过滤的负担。装置设计思路：净水器采用分层设计，从上到下依次放置具有不同净化功能的材料，水从上部倒入，经过多层净化后，从底部流出，实现逐步净化的效果。活动4：材料准备容器：塑料瓶（如大饮料瓶）、透明玻璃杯（用于接取净化后的水）。过滤材料：小卵石（粒径较大，去除较大颗粒杂质）、石英砂（粒径较小，过滤较小颗粒杂质）、纱布（分隔不同材料，防止混合）、棉花（进一步过滤细小杂质）。吸附材料：活性炭（颗粒状或块状，吸附色素和异味）。工具与辅助材料：剪刀、小刀（用于切割塑料瓶）、胶带（固定容器和导管）、吸管或细塑料管（作为出水导管）、浑浊水（可在清水中加入泥沙、墨水等模拟污水）。活动5：制作步骤步骤1：设计方案小组讨论净水器的结构，绘制简易设计图，明确各层材料的放置顺序和作用，例如最上层放去除大颗粒杂质的材料，中间放过滤和吸附材料，下层为出水部分。确定容器的处理方式，如如何切割塑料瓶使其适合作为净水器的外壳，以及出水导管的安装位置。步骤2：处理容器取一个大塑料瓶，将瓶口剪下（保留瓶盖），倒置瓶身作为净水器的主体容器，瓶口朝下作为出水口。在瓶盖中心打孔，插入吸管或细塑料管作为出水导管，用胶带密封接口处，防止漏水。步骤3：分层填充材料在容器底部（原瓶口附近）先铺一层棉花，用纱布包裹固定，防止细小材料从出水口漏出。往上依次铺设活性炭，厚度约2-3厘米，用于吸附色素和异味。再铺一层纱布，分隔活性炭和石英砂，然后加入石英砂，厚度约3-4厘米，用于过滤较小的杂质。接着铺一层纱布，再加入小卵石，厚度约2-3厘米，用于过滤较大的颗粒杂质。最上层铺一层纱布，防止倒入水时冲散下层材料，同时可初步阻挡较大的漂浮杂质。步骤4：组装与固定检查各层材料是否铺设均匀、紧实，确保不会出现材料混合或塌陷的情况。将处理好的容器放置在透明玻璃杯上方，使出水导管对准玻璃杯，用胶带将容器固定在支架或墙壁上（若有需要），保证装置稳定。活动6：测试与改进测试方法：取适量浑浊水（可加入少量泥沙和墨水模拟污染水），缓慢倒入自制净水器的上层。观察水在净水器中的流动情况和净化后的水的外观（颜色、清澈度），与原浑浊水进行对比。记录净化一定量水所需的时间，以及净化后水的澄清程度和异味变化。改进方向：若净化后的水仍较浑浊，可增加石英砂或纱布的层数，或更换颗粒更细的过滤材料。若水中仍有异味，可增加活性炭的用量或更换吸附效果更好的活性炭。若出水速度过慢，检查是否因材料填充过紧导致，适当调整材料的紧实度。活动7：注意事项安全方面：使用剪刀、小刀等工具时，需小心操作，避免划伤手，可在老师或家长的指导下进行。实验所用的水若含有污染物，净化后不可饮用，仅用于观察实验效果。材料使用：填充材料时要注意分层清晰，每层之间用纱布隔开，防止不同材料混合影响净化效果。活性炭在使用前可先用清水冲洗，去除表面的灰尘杂质。操作规范：倒入浑浊水时要缓慢均匀，避免水流过急冲散过滤材料。实验结束后，将用过的材料分类处理，可回收的材料（如塑料瓶）进行回收利用，污染材料妥善处理。活动8：成果展示与评价成果展示：各小组展示自制的净水器，介绍设计理念、使用的材料及各层材料的作用。现场演示净水过程，展示净化前后水的对比效果，分享制作过程中遇到的问题及解决方法。评价标准：净化效果：净化后的水是否清澈，异味是否减少，能否有效去除水中的不溶性杂质。设计合理性：材料选择是否合适，分层是否科学，装置结构是否简单稳固，出水是否顺畅。创新性：是否采用了独特的材料或设计构思，在提高净化效率或简化制作过程方面是否有创新。团队合作：小组成员是否分工明确、协作默契，能否共同解决制作和测试中出现的问题。活动9：拓展与反思拓展方向：尝试使用不同的过滤材料（如海绵、木炭碎块等），比较其净水效果，探究更优的材料组合。设计多级净水器，通过多次过滤和吸附，进一步提高净水效果，模拟实际自来水厂的净化流程。活动反思：小组讨论自制净水器的优缺点，思考如何改进才能让净化效果更好、操作更简便。结合所学知识，分析自制净水器与实际自来水厂净化设备的差异，理解工业净水的复杂性和科学性。反思水资源的珍贵，探讨在日常生活中如何节约用水、保护水资源，将所学知识转化为实际行动。5课堂检测4新知讲解6变式训练7中考考法8小结梳理学习目录1复习引入2新知讲解3典例讲解自制净水器并交流互评活动任务一新课探究利用身边的材料设计一款简易净水器来净化浑浊的河水，按照自己设计的方案制作净水装置，检验其净水效果。从下表中的评价维度对制作的净水器进行评价，把评价结果填入表中。组别评价维度净水原理选用材料成本使用效果小组1小组2……探究净水效率的影响因素活动任务二什么因素会影响净水的效率？请从净水方法、装置结构、材料堆叠顺序、水流速度等方面探讨净水效率的影响因素，通过实验进行探究并得出结论。实验探究探究净水效率的影响因素明确问题什么因素会影响净水的效率？提出假设

净水方法、装置结构、材料堆叠顺序、水流速度等会影响净水的效率。设计实验①准备三组相同的水样，分别标记为A、B、C。②对A组水样仅采用过滤的方法，使用蓬松棉、石英砂、活性炭按顺序堆叠在过滤装置中进行过滤。探究净水方法对净水效率的影响设计实验③对B组水样先加入适量明矾进行沉降，再进行与A组相同的过滤操作。④对C组水样不做任何处理作为对照。分别测量三组水样处理前后的浊度、色度，并记录数据。探究净水方法对净水效率的影响设计实验①制作两种不同结构的过滤装置，装置1为单层过滤，装置2为多层过滤（层数根据实际情况确定，如3-5层）。探究装置结构对净水效率的影响②取两份相同的水样，分别放入装置1和装置2中进行过滤，保持其他条件（如材料、水流速度等）相同。测量并比较两种装置过滤后水样的浊度、色度及过滤时间，评估净水效率。设计实验①准备三个相同的过滤装置，分别标记为D、E、F。②在D装置中按蓬松棉、石英砂、活性炭的顺序堆叠材料。③在E装置中按石英砂、活性炭、蓬松棉的顺序堆叠材料。探究材料堆叠顺序对净水效率的影响④在F装置中按活性炭、蓬松棉、石英砂的顺序堆叠材料。⑤取三份相同的水样，分别放入三个装置中进行过滤，保持水流速度等其他条件相同。测量并比较三个装置过滤后水样的浊度、色度及过滤时间，分析材料堆叠顺序对净水效率的影响。设计实验①使用同一过滤装置，通过水泵调节不同的水流速度，如低流速、中流速、高流速。②取三份相同的水样，分别在不同水流速度下进行过滤。探究水流速度对净水效率的影响测量并记录不同水流速度下过滤后水样的浊度、色度及过滤时间，观察水流速度与净水效率的关系。实验探究收集证据净水方法加入明矾沉淀后再过滤的B组水样，其浊度和色度下降幅度明显大于仅采用过滤方法的A组水样。装置结构多层过滤的装置2过滤后的水样浊度和色度更低。实验探究收集证据材料堆叠顺序不同材料堆叠顺序对净水效率有一定影响。D装置（蓬松棉—石英砂—活性炭）的净水效果最好，E、F装置净水效果稍差。实验探究收集证据水流速度低流速过滤后的水样浊度和色度较低，但过滤时间较长；高流速过滤时间短，但水样的浊度和色度下降不明显，净水效率降低。中流速在净水效果和过滤时间上取得了较好的平衡。得出结论交流分享1.净水方法中，沉淀与过滤相结合能提高净水效率。2.多层过滤装置结构比单层过滤更有利于提高净水效率。3.材料堆叠顺序会影响净水效率（蓬松棉—石英砂—活性炭的堆叠顺序净水效果最好）。4.水流速度对净水效率有显著影响。1.[2024·山西期中]同学们用自制净水器对当地河流中的水样进行净化，并用数字传感器对水样进行了检测，实验装置和检测数据如下。检测样本浑浊度/NTU钙离子浓度/(mg·L－1)净化前的水399.019.3净化后的水43.719.0下列分析正确的是(

)A.通过该装置净化后的水为纯净物B.净水器中的活性炭和小卵石可交换位置C.自制净水器能大幅度减少水中的钙离子D.自制净水器能降低水的浑浊度D【点拨】经过净水器净化后的水仍然含有钙离子等杂质，不是纯净物，而是混合物，故A错误；活性炭主要起吸附作用，小卵石主要起初步过滤较大颗粒的作用，二者功能不同，不可交换位置，故B错误；由表中数据可知，自制净水器不能大幅度减少水中的钙离子，但能降低水的浑浊度，故C错误，D正确。返回2.[2024·泉州期中改编]某兴趣小组取河水水样进行净化实验。(1)设计：河水中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。①欲将悬浮的杂质较快沉降，可在水样中添加的试剂是____________；欲进一步去除难溶性杂质，可以采用________(填操作名称)的方法。②图1为活性炭表面结构的微观图示，活性炭具有多孔结构，所以在净水中可以起到____________作用。③可以利用紫外线灯对水样进行________________。絮凝剂过滤吸附杀菌消毒(2)净化：①将饮用水瓶、纱布、活性炭等组合成如图2所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是________(填“A”或“B”)，理由是____________________________。②通过该装置净化后的水________(填“适宜”或“不宜”)直接饮用。A净化水的程度由低到高不宜(3)总结：①混合物分离的一般思路和方法是________(用序号排序)。a.分析混合物的成分b.找到分离方法c.寻找成分性质的差异②自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素有______________________________(写一条)。acb材料的吸附性(合理即可)【点拨】(2)①净水过程中除去的颗粒越来越小，净化程度越来越高，因此先用小卵石除去较大的颗