跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器 水是生命之源,某化学兴趣小组的同学们在老师的组织下,对水的组成及变化、水的净化、水资源保护展开了项目化学习。 任务一:探究水的组成及变化 活动1:认识水的循环 用微观的方法看世界,我们才能深刻地领悟物质世界的变化奥秘。图1是水循环过程中发生变化的微观示意图,发生该变化的条件是 。 图1 图2 活动2:探究水的组成 【实验方法】按下图方法进行实验。 【实验原理】接通直流电后,电解器中发生反应的符号表达式为 。 【实验现象】玻璃管中有气泡产生,与负极、正极相连的玻璃管中气体体积比约为2∶1;将烧杯罩在燃着的氢气上方,产生淡蓝色火焰,放出热量, 。 【实验结论】 。 【反思交流】(1)从微观角度分析,水通电分解,与水蒸发的本质区别为 。 (2)在做水的电解实验时,小明发现与负极、正极相连的玻璃管中气体体积比大于2∶1,可能的原因是 。 任务二:参观调查 【查阅资料】(1)自2023年4月1日起,城市供水全面执行《生活饮用水卫生标准》,饮用水消毒剂由1项增至4项,增加了氯胺、臭氧(O3)、二氧化氯(ClO2)。从物质分类角度分析,臭氧属于 ;二氧化氯中氯元素的化合价为 。 (2)过氧乙酸(化学式为CH3COOOH)溶液是常用消毒剂中的一种,过氧乙酸中含有 种元素,其相对分子质量为 。 【参观考察】同学们在老师的带领下参观自来水厂,绘制了自来水厂处理水的过程模拟图(如图1),并对以下问题进行了交流: 图1 (1)澄清池主要沉降去除大颗粒泥沙,一般会加入适量明矾作絮凝剂,其主要目的是 。 (2)滤水池底部铺有干净细沙,主要起到过滤作用,其主要目的是 。 (3)进入X池的水中含有少量色素和异味,X池中应该加入 (填试剂名称),以除去这些杂质。 (4)进入气管网或水塔之前应该加入氯气,主要目的是 。 【反思质疑】处理后的饮用水是纯水吗 经过讨论之后,同学们一致认为不是,理由是 。 任务三:水质检测 【确定指标】取学校所在地区的天然水,思考并确定对该水样的硬度进行检测。 【设计方案】同学们利用学校所在地区的饮用水进行实验。向水样中加入少量肥皂水搅拌,观察到 ,说明此水是硬水。 【查阅资料】通过查阅资料得知,国家饮用水的标准如下: 类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水 以碳酸 钙浓度 计(mg/L) 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700 【进行测量】同学们另取净化后的水检测,碳酸钙的浓度为77.2 mg/L,说明该水属于 。 【交流讨论】水的硬度是饮用水的一项重要指标。日常生活中常用 的方法降低水的硬度。 任务四:动手制作 【查阅资料】直饮水机净水流程及超滤膜技术原理如图所示: (1)直饮水机净水步骤3作用与自来水厂 的作用类似。 (2)经过超滤膜后得到的净化水属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。 (3)经咨询,超滤膜能滤去大分子和蛋白质,而微滤膜不能,可推测超滤膜的孔隙直径比微滤膜的孔隙直径 。 【动手制作】为净化采集的泥沙水,小组同学动手制作了下图简易净水器,其中石英砂的作用是 ,其主要原理是利用 不同使不溶性杂质和液体分离开。 【评价优化】经过讨论,大家一致认为该简易净水器存在的不足之处是 ,净水效果不理想;修正后对水进行净化,净化后的水可用于 ... ...
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