高中化學(xué)專題一多樣化的水處理技術(shù)第二單元硬水軟化第三單元海水淡化說課稿蘇教版選修2一、教學(xué)內(nèi)容

蘇教版選修2《專題一多樣化的水處理技術(shù)》第二單元“硬水軟化”和第三單元“海水淡化”。本單元主要圍繞硬水軟化和海水淡化兩種水處理技術(shù)展開，使學(xué)生了解硬水軟化的原理和方法，以及海水淡化的技術(shù)及其應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握離子交換法、蒸餾法等硬水軟化方法，以及反滲透法、電滲析法等海水淡化技術(shù)。二、核心素養(yǎng)目標分析

本章節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)、實踐創(chuàng)新素養(yǎng)和科學(xué)探究素養(yǎng)。學(xué)生通過學(xué)習(xí)硬水軟化和海水淡化技術(shù)，將提升對化學(xué)原理的理解和應(yīng)用能力，培養(yǎng)解決實際問題的能力。同時，通過實驗操作，增強實驗技能和科學(xué)探究精神，形成科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。三、重點難點及解決辦法

重點：

1.硬水軟化的原理，尤其是離子交換法中離子交換樹脂的工作機制。

2.海水淡化的不同方法，如反滲透法和電滲析法的原理和應(yīng)用。

難點：

1.理解離子交換樹脂如何選擇和操作，以及如何處理交換過程中的化學(xué)平衡問題。

2.掌握反滲透膜和電滲析器的操作原理，以及如何處理膜污染和電解質(zhì)濃度梯度問題。

解決辦法：

1.通過實驗演示和小組討論，幫助學(xué)生直觀理解離子交換樹脂的選擇和操作過程。

2.結(jié)合實例分析，引導(dǎo)學(xué)生深入探討膜污染的成因和解決策略，以及如何優(yōu)化電滲析器的運行條件。

3.利用多媒體資源，展示海水淡化技術(shù)的實際應(yīng)用，增強學(xué)生對原理的理解和記憶。

4.設(shè)計實踐操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自操作實驗，鞏固理論知識，提升解決問題的能力。四、教學(xué)資源準備

1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的蘇教版選修2《專題一多樣化的水處理技術(shù)》教材。

2.輔助材料：準備與硬水軟化和海水淡化相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強學(xué)生的直觀理解。

3.實驗器材：準備離子交換樹脂、反滲透膜、電滲析器等實驗器材，確保其完整性和安全性，用于演示和操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，提供實驗操作臺，營造有利于學(xué)生互動和實驗操作的學(xué)習(xí)環(huán)境。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，大家好！今天我們來學(xué)習(xí)的是《專題一多樣化的水處理技術(shù)》中的第二單元“硬水軟化”和第三單元“海水淡化”。我們先來回顧一下，生活中你們有沒有遇到過水質(zhì)問題呢？比如硬水對生活的影響。

（學(xué)生）老師，硬水洗衣服不容易起泡，會留下水垢。

（老師）非常好，硬水確實會對我們的生活帶來不便。那么，今天我們就來探究如何軟化硬水，以及如何將海水轉(zhuǎn)化為淡水。

二、新課講授

1.硬水軟化

（老師）首先，我們來學(xué)習(xí)硬水軟化的原理。同學(xué)們，硬水中主要含有哪些離子呢？

（學(xué)生）鈣離子和鎂離子。

（老師）正確。硬水軟化就是通過去除水中的鈣離子和鎂離子來實現(xiàn)的。常用的方法有離子交換法、蒸餾法等。下面我們重點講解離子交換法。

（老師）離子交換法中，離子交換樹脂起著關(guān)鍵作用。它能選擇性地吸附水中的鈣離子和鎂離子，從而軟化硬水。同學(xué)們，你們知道離子交換樹脂是如何選擇和操作的嗎？

（學(xué)生）老師，離子交換樹脂的選擇要根據(jù)水質(zhì)來確定，操作時要注意樹脂的再生和反洗。

（老師）很好，這就是離子交換法的原理。接下來，我們通過實驗來驗證這一原理。

（老師）現(xiàn)在，請同學(xué)們分組進行實驗，觀察離子交換前后水質(zhì)的改變。

2.海水淡化

（老師）接下來，我們來學(xué)習(xí)海水淡化的技術(shù)。海水淡化是將海水中的鹽分去除，得到淡水的過程。目前，常用的海水淡化方法有反滲透法、電滲析法等。

（老師）反滲透法是利用半透膜的選擇透過性，使水分子通過膜，而鹽分和其他雜質(zhì)被阻擋在膜的一側(cè)。同學(xué)們，你們知道反滲透膜是如何工作的嗎？

（學(xué)生）老師，反滲透膜有選擇性，只有水分子能通過。

（老師）正確。電滲析法是利用電場力將帶電的離子從溶液中分離出來。同學(xué)們，你們能說出電滲析法的原理嗎？

（學(xué)生）老師，電滲析法是利用電場力使帶電離子在膜兩側(cè)分離。

（老師）很好?，F(xiàn)在，我們來看一下反滲透法和電滲析法的應(yīng)用實例。

（老師）請同學(xué)們觀看相關(guān)視頻，了解這兩種方法在實際中的應(yīng)用。

三、課堂練習(xí)

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在我們來進行課堂練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）請看題：某地區(qū)水資源匱乏，為了解決飲水問題，計劃采用反滲透法進行海水淡化。請根據(jù)以下信息，計算淡化后水的含鹽量。

（學(xué)生）根據(jù)題目信息，我們可以先計算出淡化前海水的含鹽量，然后根據(jù)反滲透膜的透過率計算出淡化后水的含鹽量。

（老師）很好，同學(xué)們能將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題，非常棒！

四、課堂總結(jié)

（老師）今天我們學(xué)習(xí)了硬水軟化和海水淡化的技術(shù)。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該掌握了離子交換法、蒸餾法、反滲透法和電滲析法的原理和應(yīng)用。希望同學(xué)們在課后能夠繼續(xù)探究，了解更多水處理技術(shù)。

（學(xué)生）老師，我們一定會努力的！

（老師）好的，同學(xué)們，今天的課就到這里，下課！六、知識點梳理

1.硬水軟化

-硬水的定義：含有較多可溶性鈣、鎂鹽類的水。

-硬水對生活的影響：如洗衣服不易起泡，鍋爐易結(jié)垢等。

-硬水軟化的方法：離子交換法、蒸餾法、石灰軟化法等。

-離子交換法原理：利用離子交換樹脂的選擇性吸附，去除水中的鈣離子和鎂離子。

-離子交換樹脂的選擇：根據(jù)水質(zhì)選擇合適的樹脂，如鈉型樹脂、氫型樹脂等。

-離子交換樹脂的操作：再生、反洗等。

2.海水淡化

-海水淡化的定義：將海水中的鹽分去除，得到淡水的過程。

-海水淡化的方法：反滲透法、電滲析法、蒸餾法等。

-反滲透法原理：利用半透膜的選擇透過性，使水分子通過膜，而鹽分和其他雜質(zhì)被阻擋。

-反滲透膜的特點：選擇性透過水分子，阻擋鹽分和其他雜質(zhì)。

-電滲析法原理：利用電場力將帶電的離子從溶液中分離出來。

-電滲析器的組成：陽離子交換膜、陰離子交換膜、電極等。

3.水處理技術(shù)的應(yīng)用

-水處理技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-水處理技術(shù)對環(huán)境保護和資源利用的意義。

-水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢和前景。

4.實驗操作

-離子交換實驗：觀察離子交換前后水質(zhì)的改變，驗證離子交換法的原理。

-反滲透實驗：觀察反滲透膜的選擇透過性，驗證反滲透法的原理。

-電滲析實驗：觀察電滲析器的分離效果，驗證電滲析法的原理。

5.水處理技術(shù)的注意事項

-水處理設(shè)備的維護和保養(yǎng)。

-水處理過程中的安全和環(huán)保問題。

-水處理技術(shù)的經(jīng)濟效益和社會效益。

6.相關(guān)知識拓展

-水的化學(xué)性質(zhì)：溶解性、電導(dǎo)率、硬度等。

-水的物理性質(zhì)：密度、沸點、冰點等。

-水處理技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。七、板書設(shè)計

①硬水軟化

-硬水定義

-硬水對生活的影響

-硬水軟化方法

-離子交換法

-離子交換樹脂

-選擇和操作

-蒸餾法

-離子交換原理

-選擇性吸附

-樹脂再生和反洗

②海水淡化

-海水淡化定義

-海水淡化方法