初三化學(xué)研究性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告——水污染的探究和凈化

一、研究性學(xué)習(xí)課題建立的背景

水是一切生命之源，沒(méi)有水就沒(méi)有生命。雖然地球表面約3/4的面積被水覆蓋了，但是地球上可以利用的淡水資源不足總水量的百分之一，加上水的分布不均，使得水既普遍又寶貴。純凈的水是無(wú)色、無(wú)味、澄清透明的液體，而自然界的河水、湖水、井水等天然水中常含有雜質(zhì)而呈渾濁狀態(tài)。特別是隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，工業(yè)“三廢”不斷增多，農(nóng)業(yè)生活中農(nóng)藥化肥的流失，城市生活中污水的任意排放，水體污染越來(lái)越嚴(yán)重，使得我國(guó)成為嚴(yán)重缺水的國(guó)家之一。如何就地取材凈化水，使有限的水資源更好地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，成為人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。為了讓學(xué)生了解靖江地區(qū)的水資源情況，增強(qiáng)他們的節(jié)水和環(huán)保意識(shí)，使他們正確掌握一些簡(jiǎn)單的凈化水的方法，于是我和課外活動(dòng)小組的同學(xué)一起探討。

二、研究性學(xué)習(xí)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施

1. 調(diào)查取樣，確定凈水實(shí)驗(yàn)方案

同學(xué)們以實(shí)驗(yàn)小組為單位，利用節(jié)假日調(diào)查靖江及周邊地區(qū)的水資源情況，并取水樣備用。經(jīng)過(guò)大家走訪、調(diào)查，匯總材料如下：

（1）靖江及周邊地區(qū)從建國(guó)到20世紀(jì)80年代初，所有河流一直保持良好的水質(zhì)，農(nóng)村基本上直接飲用自然水。但隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，垃圾亂扔，河道不能及時(shí)疏通，加上工業(yè)“三廢”及生活污水的任意排放，農(nóng)業(yè)生活中農(nóng)藥、化肥的流失，到20世紀(jì)90年代初，自然水已基本不能直接飲用。我市居民現(xiàn)在主要飲用自來(lái)水。

（2）靖城地區(qū)污染比農(nóng)村污染嚴(yán)重，靖北比靖南污染嚴(yán)重，工業(yè)區(qū)周圍比非工業(yè)區(qū)污染嚴(yán)重，其中以護(hù)城河、橫港靖城段污染最為嚴(yán)重，并已開(kāi)始影響我市人民的生產(chǎn)和生活，特別是水產(chǎn)養(yǎng)殖。

（3）將從不同的地方取來(lái)的水樣放在一起進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)水樣呈墨綠色、不透明、有異味，水中還有肉眼能看得見(jiàn)的小蟲(chóng)在不停地上下游動(dòng)。

（4）在農(nóng)村，以前用得最多的凈水方法是明礬凈水法和沙子凈水法。通過(guò)查找資料發(fā)現(xiàn)，常用的凈水方法還有木炭吸附法、漂白精片凈水法和蒸餾凈水法。

2. 取水樣用不同方法進(jìn)行凈水實(shí)驗(yàn)

興趣小組分成五個(gè)組，每個(gè)組分別用一種不同的方法對(duì)水樣進(jìn)行凈化處理。

（1）明礬凈水：在燒杯中加入250毫升自然水后，取5克明礬研成粉末，加入到燒杯中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，待沉淀完全后，靜置、過(guò)濾。

（2）沙子凈水：在玻璃管下端塞上單孔橡皮塞，先放一層海綿，在海綿上再放石英砂，在石英砂上再放一層海綿，水從上面倒入。

（3）木炭?jī)羲号c沙子凈水裝置相似，只是將裝置中的石英砂換成木炭。

（4）漂白精片法：漂白精片具有消毒殺箘作用，先在燒杯中加入250毫升水樣，然后取一片漂白精片加入水中，用玻璃棒攪拌至溶解后，靜置、過(guò)濾。

（5）蒸餾法：將水樣加入蒸餾燒瓶中，加入一些碎瓷片，加熱，水蒸氣經(jīng)過(guò)冷凝管冷凝后，收集在錐形瓶中。

3. 對(duì)凈水效果進(jìn)行評(píng)估

同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論、查找資料，認(rèn)為從以下三個(gè)方面對(duì)凈化水進(jìn)行比較，就可看出它們的凈化程度。

（1）將凈化后的水與水樣進(jìn)行比較，看其顏色、氣味、清澈程度。

（2）滴肥皂水看是否有浮渣，比較水中鈣鎂化合物的含量。

（3）將凈化水分別滴在干凈的玻璃片上，比較是否留下斑點(diǎn)或斑點(diǎn)的大小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

由此可見(jiàn)，用蒸餾法制得的水最純。其次是木炭吸附處理后的水，因?yàn)槟咎坎粌H可以濾去液體中的不溶性雜質(zhì)，還可以吸附掉一些可溶性雜質(zhì)，除去臭味。實(shí)際中，為了獲得最佳凈水效果，常將幾種凈水方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。所以自來(lái)水廠是將自然水經(jīng)過(guò)多個(gè)功能不同的流程來(lái)完成的。一般經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、消毒殺箘等幾個(gè)過(guò)程，即可將自然水變成自來(lái)水。

4. 本節(jié)課題研究的結(jié)論

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)及相關(guān)資料的分析、討論，可以得出以下結(jié)論：

（1）水是人類及一切生命所必需的，為了人類和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我們必須保護(hù)水資源。一方面要節(jié)約用水，另一方面，面對(duì)日益嚴(yán)重的水污染，凈化水首先要從源頭做起。建議環(huán)保部門(mén)加大環(huán)保的宣傳力度，增強(qiáng)人民的環(huán)保意識(shí)，盡可能減少“三廢”的排放，并及時(shí)疏通河道，使水能流通循環(huán)，增強(qiáng)水體自身的凈化能力。

（2）對(duì)受到洪澇災(zāi)害或受到污染的水進(jìn)行簡(jiǎn)單的單一的凈化處理，可以達(dá)到一定的凈水作用，解決暫時(shí)的實(shí)際問(wèn)題，但要收到較滿意的效果，必須采取幾種方法聯(lián)合進(jìn)行。

（3）經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附等凈化處理后的水仍不是純水，還含有許多可溶性雜質(zhì)。

三、研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的評(píng)價(jià)和體會(huì)

化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵。人類要生存，就必須擔(dān)負(fù)起維護(hù)共同環(huán)境的責(zé)任，所以環(huán)境教育已成為化學(xué)教育的一個(gè)主題。本課題是從我們身邊熟悉的水著手，內(nèi)容選擇、組織和呈現(xiàn)方式充分考慮了學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知的特點(diǎn)和心理發(fā)展水平。既貼近生活，又涉及社會(huì)普遍關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。同學(xué)們通過(guò)調(diào)查、訪問(wèn)，不但了解到靖江地區(qū)的水資源的情況、凈化水的簡(jiǎn)易辦法，而且還知道了水資源與社會(huì)進(jìn)步休戚相關(guān)，培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。在調(diào)查訪問(wèn)的過(guò)程中，同學(xué)們團(tuán)結(jié)協(xié)作，主動(dòng)獲取信息和加工信息的能力得到了發(fā)展。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、定性分析凈化水的過(guò)程中，學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力得到了加強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)既鞏固了學(xué)生的基本技能和基本知識(shí)，又促進(jìn)了學(xué)生對(duì)社會(huì)的情感、態(tài)度和價(jià)值觀的發(fā)展，使學(xué)生感到學(xué)有所得，學(xué)有所用。

如何面對(duì)全體學(xué)生，尊重學(xué)生個(gè)性，使學(xué)生多樣化發(fā)展，是新課程改革的重點(diǎn)所在。這就要求除知識(shí)體系必須具有基礎(chǔ)性、生活性、社會(huì)性和時(shí)代性外，還要讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)去主動(dòng)地體驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)過(guò)程，在知識(shí)的形成、聯(lián)系、應(yīng)用和交流過(guò)程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，獲得科學(xué)的方法，在“用科學(xué)”“做科學(xué)”的探究和實(shí)踐活動(dòng)中逐步形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

（靖江市第四中學(xué)）