第14讲 水的净化（解析版）-新九年级化学暑假提升讲义（人教版）

第14讲水的净化模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练（3大考点）模块五小试牛刀过关测1．了解沉淀、吸附、过滤等净化水的常用方法。2．掌握过滤的基本操作及注意事项。3．了解什么是硬水和软水、硬水的危害等。4．了解蒸馏操作的注意事项。一、常用的净水方法1．沉淀（1）静置沉淀：让较大的颗粒自然沉降。（2）吸附沉淀：加絮凝剂明矾，其原理是利用明矾溶于水生成的胶状物吸附杂质，使杂质沉降。（注：生成胶状物的过程属于化学变化，吸附杂质的过程属于物理变化）【实验4-1】取两个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水（湖水或河水等）。向其中一个烧杯中加入3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，分置于两个烧杯中，静置，观察现象。现象加入明矾的水样比未加的要澄清结论明矾具有一定的净水能力2．过滤：除去水中的不溶性杂质。3．吸附：（1）活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性。所以，活性炭还可以吸附掉一些溶解的杂质，除去异味，该过程属于物理变化。（2）右图所示的活性炭净水器“入水口”在下面的原因是减缓水的流速，能更充分地除去杂质。二、自来水厂净水过程1．自然界的河水、湖水、海水等天然水都是混合物，其中含有的不溶性杂质使其呈浑浊，可溶性杂质则可能使其有气味或颜色。2．自来水厂的净化过程：天然水→加混凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→自来水。3．投药消毒：一般用漂白粉、氯气、臭氧、二氧化氯等，该过程属于化学变化。三、化学实验室过滤操作1．适用范围：难溶性固体与液体的分离。2．实验仪器：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒；实验用品：滤纸。3．操作要点：（1）一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。（如果滤纸未贴紧(留有气泡)，会造成过滤速度慢）（2）二低：①滤纸边缘低于漏斗口；（如果滤纸边缘高于漏斗口，液体可能会从漏斗外流出）②漏斗内液面低于滤纸边缘。（如果液面高于滤纸边缘，液体会不经滤纸过滤而流下）三靠：①倾倒液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒；（如果没有经玻璃棒引流，可能造成液滴飞溅）②玻璃棒末端轻靠在三层滤纸的一边；（如果玻璃棒靠在一层滤纸这边，可能造成滤纸破损）③漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。（如果没有紧靠，过滤速度变慢，同时可能造成液滴飞溅）四、硬水和软水1．概念：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫作硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫作软水。2．危害：（1）用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。（2）锅炉用硬水，会在锅炉内结成水垢，浪费燃料，且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。3．软化方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到净化程度较高的蒸馏水。五、蒸馏操作1．实验注意事项：（1）烧瓶加热时需垫陶土网。其中液体体积应为其容积的1/3～2/3。（2）烧瓶中加沸石（或碎瓷片）的目的是防止加热时出现暴沸。（3）不能使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。（4）开始时蒸馏出的液体中会含有沸点较低的杂质，所以要弃去。（5）长玻璃导管有导气和冷凝的双重作用。2．烧杯中冷水的作用是使水蒸气冷凝，如果撤掉烧杯，试管内观察到的现象是试管内出现大量水雾。教材习题01下列关于过滤操作的叙述中，不正确的是（）。A．滤纸的边缘要低于漏斗口B．液面不要低于滤纸的边缘C．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边D．漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁解题方法过滤时，注意“一贴、二低、三靠”的原则，滤纸的边缘要低于漏斗口，液面要低于滤纸的边缘，玻璃棒要靠在三层滤纸的一边，漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁【答案】B教材习题02吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。请回答下列问题。（1）明矾可以使悬浮的杂质从水中（填“吸附”“沉降”“过滤”或“蒸馏”）出来。（2）过滤可以除去水中的（填“可溶性”或“不溶性”）杂质，该方法用到的玻璃仪器有。（3）单一操作净化程度较高的方法是（填“吸附”“沉降”“过滤”或“蒸馏”）。（4）综合运用沉降、过滤和蒸馏净水效果更好，其先后顺序是。解题方法（1）明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，使悬浮的杂质从水中沉降出来。（2）过滤可以除去水中的不溶性杂质，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。（3）蒸馏得到的水是纯水，是单一操作净化程度较高的净水方法。（4）净化水时，先通过沉降使悬浮的杂质沉降，然后过滤除去不溶性杂质，最后通过蒸馏得到纯水，所以先后顺序是沉降、过滤、蒸馏。【答案】（1）沉降（2）不溶性烧杯、漏斗、玻璃棒（3）蒸馏（4）沉降、过滤、蒸馏考点一常用的净水方法1．下列净水方法中，不属于自来水厂净水过程的是（）。A．过滤 B．蒸馏 C．沉降 D．吸附【答案】B【解析】自来水厂净水过程有：沉淀（使悬浮的杂质沉降）、过滤（除去难溶性杂质）、吸附（吸附水中的色素和异味）、消毒（除去细菌和病毒），无需蒸馏。故选B。2．目前许多学校安装了直饮水机，只要将它与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水。某品牌直饮水机的工作原理如图所示，下列说法不正确的是（）。A．活性炭吸附过程发生了化学变化 B．滤膜可除去水中的不溶性杂质C．紫外光照射的作用是消毒 D．直饮水是混合物【答案】A【解析】A、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，活性炭吸附过程，没有新物质生成，发生了物理变化，故A说法不正确；B、滤膜起到过滤的作用，可除去水中的不溶性杂质，故B说法正确；C、紫外线具有杀菌消毒的作用，紫外光照射的作用是杀菌消毒，故C说法正确；D、由题意，直饮水机与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水，不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，则直饮水是混合物，故D说法正确。故选A。3．下图为自来水厂的生产流程。下列说法不正确的是（）。A．过滤池可以除去水中的难溶性杂质B．活性炭可以吸附水中有色有味的杂质C．投药消毒可以杀灭水中的细菌和病毒D．从配水泵中出来的水是蒸馏水【答案】D【解析】A、过滤池起过滤作用，可以除去水中的难溶性杂质，选项正确；B、活性炭具有吸附性，可以吸附水中有色有味的杂质，选项正确；C、投药消毒可以杀灭水中的细菌和病毒，起消毒作用，选项正确；D、从配水泵中出来的水，除水外，其中还含有可溶性物质，不是蒸馏水，选项错误。故选D。4．中华五千年文化底蕴中，包含着古人对饮用水品质好坏的评判标准与经验积累，集中在五个字上，那就是“清、轻、活、甘、冽”。下列有关水的说法不正确的是（）。A．水质要“清”，加入明矾可使水中悬浮杂质沉降B．水体要“轻”，长期饮用蒸馏水人体更健康C．水源要“活”，饮水以活水为佳D．水味要“甘”，可用活性炭除去异味【答案】B【解析】A、明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，会吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，不符合题意；B、蒸馏水中不含对人体有益的矿物质，长期饮用蒸馏水对人体健康不利，符合题意；C、饮水以活水为佳，因为活水是流动的水，活水中细菌含量少，比较卫生，不符合题意；D、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不符合题意。故选B。考点二硬水和软水5．家庭生活中常将自来水煮沸后饮用，其主要作用是（）。A．除去水中杂质 B．消毒和降低硬度C．消除水中异味 D．使水变为纯净物【答案】B【解析】A、煮沸能将硬水中含有的可溶性钙、镁化合物转化为不溶性的钙、镁化合物，不能除去水中所有的杂质，故A说法错误；B、可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，且高温能使蛋白质变性，故家庭生活中常将自来水煮沸，既能降低水的硬度，又可以杀菌消毒，故B说法正确；C、煮沸不能消除水中异味，故C说法错误；D、煮沸不能除去水中的所有杂质，不能使水变为纯净物，故D说法错误。故选B。6．生活中要使硬水软化，可采用的方法是（）。A．过滤 B．蒸馏 C．吸附 D．煮沸【答案】D【解析】A、过滤可除去难溶性杂质，不能除去可溶性钙镁化合物，所以过滤不能将硬水软化，故A错误；B、蒸馏可以除去水中的所有杂质，可以将硬水软化，但是属于实验室中硬水软化的方法，故B错误；C、吸附不能除去可溶性钙镁化合物，所以吸附不能将硬水软化，故C错误；D、生活中常用的硬水软化的方法是煮沸，加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度，故D正确。故选D。7．自然界的水硬度较大，在日常生活使用时需要进行软化，关于软水和硬水的描述下列说法不正确的是（）。A．可以用肥皂水来区分硬水和软水 B．明矾净水能起到软化水的作用C．长期饮用硬水对身体健康不利 D．烧硬水的锅炉更容易产生水垢【答案】B【解析】A、通常用肥皂水来区分硬水和软水，肥皂水在硬水中易起浮渣，在软水中泡沫较多，不符合题意；B、明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，不能除去可溶性杂质，不能软化水，符合题意；C、硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，长期饮用硬水对身体健康不利，不符合题意；D、硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，故烧硬水的锅炉更容易产生水垢，不符合题意。故选B。考点三蒸馏操作8．下列净化水的操作，净化程度最高的是（）。A．过滤 B．吸附 C．蒸馏 D．沉降【答案】C【解析】沉降、过滤可以除去天然水中不可溶性杂质，吸附可除去天然水中的颜色和气味，不能除去可溶性杂质，而蒸馏可以得到纯净的水，故蒸馏水净化程度最高。故选C。9．同学们在夏令营的野外生存体验过程中，利用如图装置获取了少量饮用水，下列有关说法正确的是（）。A．净水过程中水发生了分解 B．石块的作用是作催化剂C．玻璃杯收集到的水为硬水 D．这种净化水的原理为蒸馏【答案】D【解析】A、净水过程中，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，水分子的种类不变，水没有发生分解，不符合题意；B、该过程中发生的是物理变化，石块不是催化剂，不符合题意；C、该过程中，天然水蒸发变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴，故玻璃杯中收集的水是蒸馏水，蒸馏水中不含可溶性钙、镁化合物，属于软水，不符合题意；D、由C可知，该过程中，天然水蒸发变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴，故该原理为蒸馏，符合题意。故选D。10．如图所示，在蒸馏烧瓶中加入约体积的自来水，再加入几粒碎瓷片，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法不正确的是（）。A．实验时，冷凝管应该用铁架台夹持固定B．实验时，冷凝管进、出水的方向：a进b出C．图中所示装置，温度计的作用是测定水蒸气的温度D．陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸【答案】B【解析】A.实验时，冷凝管应该用铁架台夹持固定，此选项正确；B.实验时，水应该从冷凝管的下方接口进入，水从冷凝管的上方接口流出，否则冷凝效果不好，所以实验时，冷凝管进、出水的方向是：b进a出，此选项错误；C.图中所示装置，水受热变为水蒸气，所以温度计的作用是测定水蒸气的温度，此选项正确；D.陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，对过热液体继续加热，会骤然且剧烈地发生暴沸现象，所以碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸，此选项正确。故选B。一、选择题1．再生水是指废水经处理后达到一定指标的水，其生产工序中活性炭的主要作用是（）。A．沉降 B．吸附 C．消毒 D．乳化【答案】B【解析】活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可以吸附色素和异味，故再生水生产工序中活性炭的主要作用是吸附，故选B。2．自来水厂将天然水净化为饮用水，无需进行的操作是（）。A．降温结晶 B．絮凝沉降C．杀菌消毒 D．细沙滤水【答案】A【解析】自来水厂净水过程为：天然水→加混凝剂→沉降→过滤→吸附→加消毒剂→自来水。故无需进行的操作为降温结晶。故选A。3．净化水的方法有：①过滤②加明矾吸附沉降③蒸馏④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为（）。A．①③④ B．②①④ C．②④①③ D．①②③④【答案】B【解析】要将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应先加明矾吸附沉降，使悬浮的杂质沉降，然后过滤，除去难溶性杂质，然后吸附，除去水中的色素和异味，然后杀菌消毒，除去细菌和病毒等，无需蒸馏，故顺序是：②①④。故选B。4．公园、车站等公共场所设有直饮水机，其中的水处理过程如图所示，步骤③的作用是（）。A．吸附杂质 B．过滤 C．杀菌消毒 D．蒸馏【答案】C【解析】步骤③是用紫外灯管照射，紫外线能杀菌消毒，则步骤③的作用是杀菌消毒。故选C。5．项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样(如图)。下列对水样处理过程分析错误的是（）。A．能除去水样中的颜色和异味 B．能除去水样中难溶性杂质C．该过程能将水样转化为软水 D．该过程中发生的是物理变化【答案】C【解析】A、活性炭具有吸附性，能除去颜色和异味，该选项分析正确；B、该装置具有过滤的作用，能除去水中难溶性杂质，该选项分析正确；C、该装置不能除去水中的钙、镁离子，则不能将硬水软化，该选项分析错误；D、该过程并没有新物质生成，属于物理变化，该选项分析正确。故选C。6．某学习小组制作的净水器如图，关于该净水器的说法正确的是（）。A．能把自来水变成纯净物B．能除尽水中的可溶性杂质C．能除去水中的色素和异味D．净水时水最后流经小卵石【答案】C【解析】A、所得到的水中含有钙、镁离子等可溶性杂质，是混合物，选项错误；B、所得到的水中含有钙、镁离子等可溶性杂质，不能除尽水中的可溶性杂质，选项错误；C、活性炭具有吸附性，可吸附色素和异味，选项正确；D、由图知，净水时从上到下，最先经过小卵石，选项错误。故选C。7．某学习小组设计了自制净水器，原理如下图。关于该净水器的说法不正确的是（）。A．流入烧杯中的水为纯净物B．活性炭能吸附色素和异味C．离子交换树脂能降低水的硬度D．石英砂能除去部分不溶性杂质【答案】A【解析】A、通过净化水装置后，根据图示，水中含有溶于水的物质如钠离子，不能得到纯净物，说法错误；B、活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，说法正确；C、离子交换树脂能除去水中的钙镁化合物，能降低水的硬度，说法正确；D、石英砂间存在空隙，起过滤作用，能除去水中部分不溶性杂质，说法正确。故选A。8．如图是被称为“生命吸管”的便携式户外净水器的内部结构，说法错误的是（）。A．超滤膜可以过滤大部分颗粒杂质B．活性炭可以吸附色素和异味C．抗菌球通过化学变化杀菌消毒D．通过“生命吸管”得到的水是纯净物【答案】D【解析】A、过滤可以除去水中的不溶性杂质，超滤膜可以过滤大部分颗粒杂质，故选项说法正确；B、活性炭疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，故选项说法正确；C、水中含有细菌，抗菌球可以使蛋白质变性，可以消灭细菌，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法正确；D、通过“生命吸管”得到的水中仍含有可溶性杂质，属于混合物，故选项说法不正确。故选D。9．化学兴趣小组在淮河边收集到一瓶浑浊的淮河水，在实验室模拟自来水厂的净水过程，最终制取蒸馏水，操作过程如图所示。下列有关说法中，错误的是（）。A．操作I：为了防止过滤失败，滤液边缘应低于滤纸边缘B．操作Ⅱ：需处理的水应从a端口进入，增强吸附效果C．操作Ⅲ：冷凝水应从d端口进入，使冷凝更充分D．取经操作Ⅱ后的河水于试管中，加入肥皂水振荡，若产生较多浮渣，则该水是硬水【答案】B【解析】A、操作I，过滤时，防止过滤失败，滤液边缘应低于滤纸边缘，故A不符合题意；B、操作Ⅱ中，需处理的水应从b端进入，这样可使水与活性炭充分接触，增强吸附效果，故B符合题意；C、操作Ⅲ：冷凝水应从d端口进入，使冷凝更充分，故C不符合题意；D、通常用肥皂水来区分硬水和软水，肥皂水在硬水中易起浮渣，在软水中泡沫较多，所以取经操作Ⅱ后的河水于试管中，加入肥皂水振荡，若产生较多浮渣，则该水是硬水，故D不符合题意。故选B。二、填空题10．根据自来水厂净水过程示意图，回答下列问题。(1)通过池可除去水中的难溶性杂质；(2)吸附池中的活性炭起到的是作用；(3)我国有关部门规定，经上述过程净化后进入用户的饮用水含铁<0.3mg·L⁻¹，含铜<1.0mg·L⁻¹……。其中的“铁”“铜”指的是______（填字母序号）；A．原子 B．分子 C．元素(4)水是宝贵的自然资源，请写出爱护水资源的一种做法。【答案】(1)过滤(2)吸附(3)C(4)洗菜水浇花等（合理即可）【解析】（1）过滤可以除去难溶性杂质，则通过过滤池可除去水中的难溶性杂质；（2）吸附池中的活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，起到的是吸附作用；（3）物质是由元素组成的，所以这里的“铁”、“铜”指的是元素，故选：C；（4）水是宝贵的自然资源，要爱护水资源，日常生活中，洗菜水浇花等，一水多用，可以节约用水。11．自来水大多是各地的地表水生产的，某兴趣小组在实验室模拟水厂将浑浊的江水或河水净化成自来水，并最终制成蒸馏水。实验流程如下：请回答：(1)操作①的名称是使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、，若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是（填写字母）。a．漏斗内液面高于滤纸的边缘

b．未用玻璃棒引流c．漏斗尖端未靠在烧杯内壁

d．漏斗内的滤纸有破损(2)如图所示装置进行操作②，利用活性炭的性除去一些异味和色素，待净化的水应该从（填字母）端通入。【答案】(1)过滤玻璃棒a、d(2)吸附b【解析】（1）操作①可以分离难溶性固体和液体，所以①是过滤；过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；过滤时若滤液仍然混浊：a、漏斗内液面高于滤纸的边缘，可能导致未过滤液体从缝隙流下，滤液仍然混浊，正确；b、未用玻璃棒引流会造成过滤时液体溅出，不会使滤液浑浊，错误；c、漏斗尖端管口未紧靠烧杯内壁，会使液体溅出，不会使滤液浑浊，错误；d、漏斗内的滤纸有破损，会使未过滤液体从破损处流下，滤液仍然混浊，正确；故选：ad；（2）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，利用活性炭的吸附性除去一些色素和异味，待净化的水最好从b端进入，原因是水从下向上，水能与活性炭充分接触，净化效果好。12．如图为常见的家庭全屋净水方案。(1)前置过滤器可以过滤（选填“可溶”或“难溶”）性杂质。(2)中央净水机中有中空纤维和活性炭等。活性炭在净水中的主要作用是。(3)纯水机中的反渗透膜可允许水分子透过而阻挡所有可溶性盐及相对分子质量大于100的有机物。通过纯水机得到的“纯水”属于（选填“纯净物”或“混合物”）。(4)软水机在水的净化过程中可以有效减少水中的（写一种离子的符号）。【答案】(1)难溶(2)除去异色异味（或吸附）(3)混合物(4)Ca2+（或Mg2+）【解析】（1）前置过滤器滤芯孔洞较大，可以使溶于水的物质通过，只能过滤除去水中的难溶性杂质；（2）活性炭疏松多孔，有吸附性，净水中的作用是除去色素和异味；（3）根据“阻挡所有可溶性盐及相对分子质量大于100的有机物”可知，相对分子质量小于100的有机物可以通过，所以通过纯水机得到的“纯水”含有水和杂质，是混合物；（4）硬水是含有较多可溶性钙镁化合物的水，所以软水机在水的净化过程中可以有效减少水中的Ca2+和Mg2+。13．水是生命之源，某兴趣小组进行了如下有关水的实验。回答下列问题：实验：天然水的净化(实验流程及装置如图所示)(1)操作③中(填写仪器名称)的作用是引流，若经过此操作后，所得液体M仍然浑浊，其原因可能是(填字母标号)。A．漏斗内的滤纸有破损B．漏斗下端管口紧靠烧杯内壁C．漏斗内液面高于滤纸的边缘(2)净化后的水通过实验④制取蒸馏水，需要在a中加入，以防加热时出现暴沸。【答案】(1)玻璃棒AC(2)碎瓷片或沸石【解析】（1）操作③为过滤操作，其中玻璃棒的作用是引流；若经过此操作后，所得液体M仍然浑浊，其原因可能是：A、漏斗内的滤纸有破损，会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊，故选项符合题意；B、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，操作正确，不会导致滤液浑浊，故选项不符合题意；C、漏斗内液面高于滤纸的边缘，会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，该操作会使滤液仍然浑浊，故选项符合题意；故选：AC；（2）净化后的水通过实验④蒸馏制取蒸馏水，需要在a烧瓶中加入碎瓷片或沸石，以防加热时出现暴沸。14．水是一切生命体生存所必需的物质。请回答下列有关水的问题。(1)节约每一滴水是每个公民应尽的责任，在生活中你能做到的一种节水方法是。(2)自然界的水通常需要净化后才能饮用。某种便携式净水器适合长期野外工作人群使用，其内部结构示意图如图所示，请结合示意图回答下列问题。①该净水器中颗粒活性炭可以吸附（答一种即可）。②高聚碘杀菌树脂杀菌过程属于变化（填“物理”或“化学”）。③此种“生命吸管”虽广泛使用，但海上应急却不能使用，原因是。(3)自然界各种水体都具有一定的自净能力。水体自净大致分为物理净化、化学净化和生物净化。下列选项属于物理净化的是，属于生物净化的是。A．某些元素在一定酸性环境中生成易溶性化合物，随水漂移而稀释B．水中一部分有机物在腐生微生物的繁殖中消耗，转化为细菌机体C．可沉性固体在水流动较弱的地方逐渐沉入水底，形成污泥【答案】(1)随手拧紧水龙头或用洗菜水浇花或用洗衣服的水拖地等（合理即可）(2)色素或异味