第四单元跨学科实践活动3水质检测及自制净水器- 初中化学 人教版九年级上册

第四单元

自然界的水跨学科实践活动3

水质检测及自制净水器授课老师：***任务一调查参观

1.围绕我国生活饮用水卫生标准、饮用水的发展历史等查阅资料，了解科技进步为人类健康作出的贡献。我国生活饮用水卫生标准2022年3月15日国家发布、执行GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》。《标准》关注感官指标、消毒副产物(如具有致癌、致畸、致突变风险的消毒副产物)、重金属及化学残留等。对提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全发挥了重要作用。活动设计与实施饮用水的发展历史饮用天然水人们最早喝的是取自江河湖泊、山泉水井里面的水，一般都是就地取水，在一些大城市也会开挖沟渠来输送水，修建水塘来储存水，那时人们家里都有储存水用的水缸之类的容器。自来水1902年发现氯可以去除水中的生物污染，比利时是第一个使用自来水的国家，用混凝、沉淀、过滤消毒的方法来制作自来水，这可以说是人类饮用水的第一次革命。活动设计与实施饮用水的发展历史桶装水通过Ro反渗透技术有效去除水中的有害有机物、重金属等污染物，现在是一种普及的饮水方式。但是桶装水也有它的缺点，比如二次污染、水桶污染、水质状况、饮用成本等。终端直饮水无污染、经济方便、可以直饮，在欧美等发达国家普及率很高，而在我国现阶段普及率非常低，仅在大城市的一些高档小区采用这种终端直饮水，其实就是采用最新的过滤消毒技术的中央净水器来进行供水。活动设计与实施任务一调查参观

2.参观家庭或学校所在地区的自来水厂，了解自来水的生产过程，关注物质分离和提纯的方法及原理，尝试绘制自来水生产的工艺流程简图。活动设计与实施2.请同学们尝试绘制自来水生产的工艺流程简图。除去不溶性杂质除去可溶性杂质，色素、异味用ClO2、Cl2杀细菌、病毒化学变化吸附水中悬浮的杂质沉降杂质活动设计与实施思考：通过自来水净化过程，你能总结出混合物分离的一般思路吗？物质分离水的净化分析混合物成分寻找成分性质差异找到分离方法泥沙等色素、异味微生物不可溶可溶(能被吸附)可被消杀低

高沉降过滤吸附消毒净化程度活动设计与实施任务二水质检测

1.思考并确定应对该水样中的哪些指标进行检测。01.色度：标准中规定饮用水的色度不应超过15度。02.浑浊度：浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少。03.臭和味：公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。04.肉眼可见物：主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。05.余氯：余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。06.化学需氧量：是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。07.细菌总数：我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。08.总大肠菌群：标准是在检测中不超过3个/L。09.耐热大肠菌群：水体粪便污染的指示菌。活动设计与实施任务二水质检测

2.选取一些指标，如硬度、浊度、微生物等，运用合适的方法及技术手段，设计实验对水样进行检测。用观察法对水样的“色度”、“浊度”、“臭和味”指标进行评分色度：30度浊度：浑浊臭和味：有异味。肉眼可见物：有颗粒、悬浮物质活动设计与实施用TDS笔检测水的TDS值TDS是英文totaldissolvedsolids的缩写，中文译名为溶解的固体总量，测量单位为毫克/升(mg/L)，它表明1升水中溶有多少毫克固体溶解物，它包含无机盐和有机物的总量。通过检测溶解性总固体，可以分析水质的总矿化度。活动设计与实施用16合1水质检测试纸检测水的各项指标测试项目：

总碱pH硬度铅铜铁汞铬溴硝酸盐亚硝酸盐余氯氟亚硫酸盐适用范围：适用于饮用水，水族馆，游泳池和水疗中心，工业用水，池塘，温泉水活动设计与实施任务三动手制作

1.了解家用净水器的净水原理，选择合适的物品，根据物质的性质和分离提纯的方法，动手制作净水器。活动设计与实施家用净水器中常用的几种过滤膜微滤超滤纳滤反渗透RO细菌、悬浮物(0.05-10μm)大分子有机物(2-100nm)颜料、有机酸等(0.5-5nm)无机盐、金属离子(0.1-1nm)各种膜的实际过滤效果滤膜的分子孔径越小，可以过滤的杂质越多活动设计与实施某家用净水器的净水原理简图PP棉5μm活性炭PP棉1μm活性炭进水口出水口除去泥沙、铁锈等除色素异味、部分有机物除大分子杂质除重金属，钙、镁化合物，细菌病毒等除色素异味，改善口感思考：家用净水器是按照什么顺序除去各种杂质的呢？按照“先大后小”原理依次过滤水中的杂质反渗透膜RO（0.1~1nm）活动设计与实施你能用身边的物品制作一个简易净水器净化烧杯中的天然水吗？实验用品：塑料瓶、石英砂、小卵石、活性炭、蓬松棉、纱布（画出简易净水器的简图）天然水澄清净水大颗粒小颗粒色素异味细菌微生物小卵石石英砂活性炭煮沸过滤沉淀消毒吸附纱布纱布净水器的设计思路参考活动设计与实施任务三动手制作

2.利用自制的净水器净化天然水，从技术与工程的角度进行评价，并进一步优化自制的净水器。优化后优化角度：调整材料厚度、填料层数、材料种类等活动设计与实施1与同学交流你选取的水质检测指标，以及检测时用到的方法与技术手段。2展示自制的净水器，与同学交流制作方法、使用说明及净水效果等，并相互评价。3选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板，走进社区，宣传水资源保护，共建优良的供水和用水环境。展示与交流兴趣小组同学在制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。资料：Ⅰ.明矾是一种常见的混凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。Ⅱ.浑浊度用于表示浑浊程度，浑浊度越低代表水质越好。【进行实验】实验1：分别用等量不同材料装填入装置(如图1所示)，对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如下：实验序号净水材料净水效果1—1小卵石净化速度快，水样浑浊，仍为红色1—2石英砂净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色1—3活性炭净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，呈浅红色实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如下：实验序号2—12—2实验装置河水通过活性炭层的方式自上而下自下而上净水效果实验2—2比2—1净化后的水更清澈实验3：取100mL河水，测定初始水样的浑浊度为670NTU。采用不同的方法分别对水样进行处理，测定水样的浑浊度。实验记录如下：实验序号3—13—23—33—4操作静置1h加入明矾使用滤纸进行过滤使用自制净水器(见图2)处理浑浊度/NTU2561435543【解释与结论】(1)实验1的目的是__________________________________________________________________________________。(2)实验1—3中，活性炭的作用是_____________________。在净水材料用量、河水体积等条件相同时，比较不同净水材料的净化效果吸附色素(3)由实验2可以得到的结论是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验3—2中，加入明矾后水样的浑浊度低于670NTU的原因是________________________________________。

在河水流量、活性炭用量等其他条件相同时，水自下而上通过活性炭层比自上而下通过活性炭层净水效果好明矾溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降【反思与评价】(5)依据实验数据，能得出“其他条件相同时，使用自制净水器处理等量水样比使用滤纸进行过滤净化效果更好”的结论，其证据是________________________________________________________________________________。

初始水样的浑浊度相同，实验3-4比3-3中净化后的水样浑浊度低(6)如图3为某同学设计的一款简易净水器，为了得到更好的净水效果，入水口应为______(填“A”或“B”)。B【点拨】(1)在实验1中，净水材料用量、河水体积等条件相同，不同净水材料的净化效果不同。(2)活性炭具有吸附性，能吸附色素。(3)由实验2净水的效果可知，在河水流量、活性炭用量等其他条件相同时，水自下而上通过活性炭层比自上而下通过活性炭层净水效果好。(4)在实验3-2中，加入明矾后水样的浑浊度低于670NTU的原因是明矾溶于水后