新版九上化学 跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器（含答案）

第第页新版九上化学跨学科实践活动3水质检测及自制净水器1．用如图所示的简易净水器处理浑浊的河水。下列说法正确的是（）A．小卵石和石英砂可以重复使用B．该净水器能将硬水变为软水C．小卵石和石英砂的位置调换对净水效果没有影响D．该净水器能杀菌消毒2．自来水生产过程中，可用来杀菌消毒的物质是（）A．明矾 B．细沙 C．活性炭 D．氯气3．广州北部水厂采用了先进的超滤膜净水技术，超滤膜能有效去除水中的悬浮物、藻类、细菌等不溶性杂质。关于水的净化，下列说法不正确的是（）A．加入明矾能促进水中悬浮杂质沉降B．活性炭可除去水中异味C．超滤膜可降低水的硬度D．自来水属于混合物4．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5．实验室用如图所示的装置蒸馏海水，下列说法不正确的是（）A．蒸馏烧瓶中加入沸石的目的是防止暴沸B．蒸馏后分子没有改变C．连接好装置，使各连接部位严密不漏气D．该装置不需要用陶土网6．在水的净化过程中，可用作吸附剂的是（）A．氯气 B．氯化钠 C．活性炭 D．硫酸铜7．下列材料不适合用于自制净水器的是（）A．棉花 B．纱布 C．泡沫塑料 D．陶瓷片8．某同学利用蒸馏的原理，设计饮用水简易净化装置（如图所示），对非饮用水经阳光曝晒后进行净化。下列说法正确的是（）A．水蒸气在塑料膜冷凝时水分子的间隔变小B．净水过程中水蒸发属于化学变化C．一次性纸杯中收集到的液态水是硬水D．该净化过程与自来水生产过程原理相同9．参观当地的自来水厂或仔细观察教科书中图片，回答下列问题：（1）取水口处的河水呈浑浊状，是因为水中含有许多。（2）加絮凝剂的目的是。（3）通过过滤池，可除去。（4）活性炭吸附池，可除去。（5）清水池里的水（填“是”或“不是”）纯水，若要制得纯水，可采用的净化方法是。10．“生命吸管”(如图1)是一种小型便携水净化器，可将普通水净化为饮用水，主要净水流程如图2。(查阅资料可知：离子交换树脂的主要作用是去除重金属离子和软化水质。)（1）活性炭过滤层起的作用是。（2）图示中过滤棉的主要作用除去水中(填“溶解性”或“不溶性”)杂质；流程中发生化学变化的过程是(填序号)。（3）家庭中要杀灭病原微生物并降低水的硬度可采取的方法是。11．水是生命中不可或缺的物质。化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，决定对日常生活中司空见惯的自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。活动一：参观自来水生产过程（1）【参观实践】同学们在老师的带领下来到某市自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加混凝剂→过滤→吸附→→配水。活动二：测量自来水的硬度【查阅资料】同学们查阅了相关资料，了解到国家有关水的硬度的标准为类别极软水软水中硬水硬水高硬水以CaCO3浓度计（mg/L）0~7575~150150~300300~450450~700（2）【进行测量】同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于。活动三：自制简易净水器【交流探讨】同学们认为，虽然自来水的水质在出厂时已检验合格，但在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自来水时，最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。（3）【成果展示】同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示，请你与他们一同完成对有关结构的说明（如图）。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A：小卵石和石英砂是物理过滤材料，主要作用是拦截不溶性杂质，使用后可以通过清洗去除附着的杂质，因此可以重复使用，故正确。

B：硬水变软水需要去除水中的可溶性钙镁化合物，该净水器只有过滤和吸附作用，不能降低水的硬度，故错误。

C：小卵石和石英砂的位置调换会影响过滤效果，通常大颗粒在上层先过滤大颗粒杂质，小颗粒在下层进一步过滤细小杂质，调换后可能导致过滤效果下降，故错误。

D：该净水器没有杀菌消毒的功能，杀菌消毒需煮沸或加入消毒剂，故错误。

故答案选A。

【分析】本题考查简易净水器各层的作用及净水原理。

小卵石、石英砂：用于过滤除去水中的不溶性固体杂质，属于物理方法，材料可清洗后重复使用。

活性炭：具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但不能除去可溶性钙镁化合物。

膨松棉：起支撑和进一步过滤的作用。

硬水软化：需通过煮沸或蒸馏等方法除去可溶性钙镁化合物，该装置无法实现。

杀菌消毒：需要加热或使用消毒剂，该装置不具备此功能。2．【答案】D【解析】【解答】A、明矾溶于水可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，但不能杀菌消毒，故A不符合题意；B、细沙起到了过滤的作用，可以除去水中的难溶性杂质，但不能杀菌消毒，故B不符合题意；C、活性炭具有吸附作用，可以除去水中的色素和异味，但不能杀菌消毒，故C不符合题意；D、氯气溶于水，并与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸可以杀死水中的细菌进行消毒，故D符合题意。故答案为：D。【分析】根据给出的物质的性质进行分析3．【答案】C【解析】【解答】A.明矾溶于水形成絮状物，可水中悬浮杂质，加入明矾能促进水中悬浮杂质沉淀，不符合题意；B.活性炭具有吸附性，可除去水中异味，不符合题意；C.超滤膜只能去除水中的悬浮物、藻类、细菌等不溶性杂质，不能降低水的硬度，符合题意；D.自来水中含有可溶性杂质，属于混合物，不符合题意；故答案为：C【分析】A、根据明矾的吸附沉降作用分析；

B、根据活性炭的吸附性分析；

C、根据超滤膜只能除难溶性杂质分析；

D、根据自来水由不同种物质组成分析。4．【答案】C【解析】【解答】A、净化后的水中含有钙、镁离子等可溶性杂质，属于混合物，该说法错误，不符合题意；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，该说法错误，不符合题意；C、活性炭具有吸附性，可吸附色素和异味，该说法正确，符合题意；D、由图知净水时从上到下，最先经过小卵石，该说法错误，不符合题意。故答案为：C.

【分析】根据混合物是由多种物质组成，活性炭具有吸附性可以吸附色素和异味，净水器不能除去水中的钙镁离子来解答。5．【答案】D【解析】【解答】A：蒸馏烧瓶中加入沸石的目的是防止加热时液体暴沸，这是蒸馏操作的基本安全措施，说法正确，故不符合题意。

B：蒸馏是物理变化，只是将水从液态变为气态再冷凝，分子本身没有改变，说法正确，故不符合题意。

C：蒸馏装置需连接好各部位，保证严密不漏气，否则会影响蒸馏效果和收集纯度，说法正确，故不符合题意。

D：蒸馏烧瓶加热时需垫陶土网（石棉网）使受热均匀，防止局部过热导致炸裂，不能用明火直接加热，该说法错误，符合题意。

故答案选D。

【分析】本题考查蒸馏操作的注意事项。

沸石（或碎瓷片）可提供汽化中心，防止暴沸，是蒸馏实验的常用措施。

蒸馏是利用液体沸点不同进行分离的物理方法，过程中没有新物质生成，属于物理变化。

装置气密性是保证实验顺利进行和产品纯度的重要条件。

陶土网（石棉网）用于间接加热，使圆底烧瓶受热均匀，防止炸裂，是加热液体类玻璃仪器的必要装置。6．【答案】C【解析】【解答】A、氯气不具吸附性，不能作吸附剂，但氯气能够杀死水中的有害病菌，在净化水的过程中可作杀菌剂，选项不符合题意；B、氯化钠不具吸附性，不能作净化水的吸附剂，选项不符合题意；C、活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，所以在水的净化过程中，可用作吸附剂的是活性炭，选项符合题意；D、硫酸铜不具吸附性，不能作净化水的吸附剂，选项不符合题意，故答案为：C。

【分析】根据活性炭的吸附性分析。7．【答案】C【解析】【解答】A：棉花具有疏松多孔的结构，可以过滤水中的不溶性杂质，常用于自制净水器，适合。

B：纱布可以拦截较大颗粒物，也常用于简易过滤装置，适合。

C：泡沫塑料不吸水且不透水，无法让水通过，不能起到过滤作用，且可能析出有害物质，因此不适合用于自制净水器。

D：陶瓷片（如多孔陶瓷）可用作过滤介质，具有微孔结构，可过滤细小杂质，适合。

故答案选C。

【分析】自制净水器的原理是利用不同材料的物理性质进行过滤和吸附，主要材料应具备以下特点：

能够使水通过，同时拦截固体杂质；

材料本身无毒、不溶于水，不引入新的污染物；

具有一定的机械强度，不易破碎或分解。

棉花和纱布是多孔纤维材料，水能渗透且能拦截悬浮物；陶瓷片具有微孔结构，可作精细过滤；而泡沫塑料不透水，不能使水流通过，也不能吸附或过滤，因此不适合用作净水材料。8．【答案】A【解析】【解答】A：水蒸气冷凝成液态水时，分子之间的间隔变小（气体分子间距大于液体分子间距），属于物理变化，该说法正确。

B：水蒸发是液态水变为水蒸气，只是状态变化，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，故错误。

C：一次性纸杯中收集的是冷凝水，相当于蒸馏水，属于软水，而不是硬水，故错误。

D：该装置利用太阳能使水蒸发再冷凝，模拟的是蒸馏过程；自来水生产涉及沉淀、过滤、吸附、消毒等工序，原理不完全相同，故错误。

故答案选A。

【分析】水蒸发是物理变化：水由液态变为气态，分子种类不变，只是分子间距离增大。

水蒸气冷凝是物理变化：水由气态变为液态，分子间距离减小，分子本身不变。

蒸馏水属于软水，不含可溶性钙镁化合物。

自来水生产过程通常包括加絮凝剂沉降、过滤、活性炭吸附、消毒等步骤，与本题的简易蒸馏装置原理不同。9．【答案】（1）难溶性杂质（2）吸附悬浮物（3）难溶性杂质（4）色素和异味（5）不是；蒸馏【解析】【解答】（1）取水口处的河水呈浑浊状，是因为水中含有许多难溶性杂质，如泥沙、悬浮物等，这些杂质不溶于水，使水变浑浊。

（2）加絮凝剂（如明矾）的目的是吸附悬浮物。絮凝剂溶于水后形成胶状物质，能吸附水中的悬浮颗粒，使其凝聚成较大颗粒而沉降，加速沉淀过程。

（3）通过过滤池，可除去难溶性杂质。过滤是利用滤层（如石英砂、砾石等）将水中的不溶性固体颗粒截留下来，使水变得澄清。

（4）活性炭吸附池，可除去色素和异味。活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，能吸附水中的颜色和气味物质，但不改变水的化学组成。

（5）清水池里的水不是纯水。经过沉淀、过滤、吸附和消毒处理后的水中仍含有可溶性杂质（如钙、镁盐等），属于混合物。要制得纯水，可采用的净化方法是蒸馏，蒸馏能除去所有杂质，得到纯净的水（蒸馏水）。

【分析】本题考查自来水厂净水流程及各环节的作用。

自来水厂的净水过程通常包括以下几个步骤：

取水：从水源（如河流、水库）取水，水中含有悬浮物、泥沙等难溶性杂质。

加絮凝剂：加入明矾等絮凝剂，吸附水中的悬浮颗粒，形成絮状物，加速沉降。

反应沉淀池：使絮凝物沉降，初步分离固体杂质。

过滤池：通过石英砂、砾石等滤层，进一步除去水中残留的难溶性杂质。

活性炭吸附池：利用活性炭的吸附性，去除水中的色素和异味。

投药消毒：加入氯气、臭氧或二氧化氯等消毒剂，杀灭水中的病原微生物。

清水池：储存处理后的水，再通过配水泵输送给用户。

自来水厂生产出的水仍含有可溶性矿物质，属于混合物，不是纯水。要制取纯水，需采用蒸馏法，将水加热汽化再冷凝，除去所有杂质。10．【答案】（1）吸附水中的色素和异味（2）不溶性；③（3）煮沸【解析】【解答】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味，因此活性炭过滤层起吸附作用。

（2）过滤棉能阻挡水中的悬浮颗粒、泥沙等固体杂质，这些杂质不溶于水，因此过滤棉的主要作用是除去水中的不溶性杂质。流程③中离子交换树脂使水中的钙镁离子与钠离子发生交换，有新的物质生成，属于化学变化。

（3）家庭中将水煮沸，既能高温杀灭病原微生物，又能使部分可溶性钙镁化合物转化为沉淀，从而降低水的硬度。

【分析】本题考查水的净化方法及相关概念。

（1）活性炭的吸附性是物理性质，吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化，常用于净水器中去除异味和色素。

（2）过滤：用于分离液体中的不溶性固体杂质，属于物理方法。离子交换：通过树脂中的离子与水中离子发生交换，去除重金属离子并软化水质，属于化学变化，因为生成了新的物质。

（3）降低水的硬度的方法：生活中常用煮沸，工业上常用蒸馏。煮沸既可杀菌，又可降低硬度，是家庭中最常用的方法。（1）活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，所以活性炭过滤起吸附水中的色素和异味的作用。故填：吸附水中的色素和异味。（2）过滤棉的主要作用是除去水中的不溶性杂质；流程③发生了离子交换，有新的物质生成，发生了化学变化，故填：不溶性；③；（3）在生活中家庭中要杀灭病原微生物并降低水的硬度可采取的方法是煮沸，故填：煮沸。11．【答案】（1）投药消毒（2）硬水（3）简易净水器结构与作用：石子、细沙：过滤大颗粒不溶性杂质。

纱布、棉花：支撑和进一步过滤。

活性炭：吸附色素和异味，改善水的感官质