课题2 水的自然循环与人工净化（9大题型专项训练） 化学沪科版五四学制2024八年级全一册

专题4 水的性质与组成 课题2 水的自然循环与人工净化 题型01 水的自然循环与净化 题型02 纯水与某些天然水 题型03 水的净化方法 题型04 自来水厂的生产过程 题型05 硬水和软水 题型06 开发和利用水资源 题型07 蒸馏 题型08 自制净水器 题型09 直饮水机 题型01 水的自然循环与净化 水的自然循环是水分子通过物理状态变化（三态变化）在全球范围内持续运动的过程，其本质是水分子的动能和间隔变化驱动的物理过程，具体解释如下： 1.水循环过程 ‌蒸发（液态 → 气态）:太阳辐射为水分子提供能量，分子动能增大，从液态水中逸出成为水蒸气。此过程水分子（H₂O）结构不变，属于物理变化。 ‌冷凝（气态 → 液态/固态）:水蒸气上升遇冷（高空低温），分子动能减小，相互聚集凝结成液态水滴或固态冰晶，形成云。 ‌降水（液态/固态降落）:云中水滴或冰晶在重力作用下，以雨、雪等形式返回地表。降落过程中水分子组成仍为H₂O。 ‌地表迁移与汇集:降水部分渗入地下形成地下水，部分形成地表径流（如河流）。在重力作用下，水流向低处汇集，最终返回海洋，完成循环。 2.水循环微观机制 ‌分子运动视角‌：水循环中，水分子的‌动能‌（受温度影响）、‌分子间隔‌（气态时增大，液态/固态时减小）和‌排列方式‌（如冰的晶体结构）发生变化，但水分子本身（H₂O）的化学组成和化学性质‌保持不变。 ‌物理变化性质‌：该过程无新物质生成，仅为物态变化，故属于物理变化而非化学变化。 3.水的自然净化主要通过物理和化学过程实现，去除悬浮物、溶解性杂质及微生物，确保水质安全。 ‌沉淀作用‌：天然水中悬浮的颗粒（如泥沙）在重力作用下沉降，形成沉淀层与清水分离；在某些情况下，自然存在的絮凝剂（如粘土矿物中的铝离子）可促进颗粒凝聚加速沉降，类似于明矾的作用（明矾水解生成氢氧化铝胶体吸附杂质）‌1。例如，河流中流速减缓时，悬浮物沉积于河床。 ‌过滤过程‌：水渗透土壤、砂层或多孔岩石时，不溶性杂质被物理截留；过滤原理基于孔径大小差异，小颗粒杂质无法通过天然“滤材”的孔隙，从而实现固液分离。这一过程在湿地或地下含水层中尤为显著。 ‌吸附净化‌：天然吸附剂（如腐殖质或矿物质）通过表面化学作用去除溶解性杂质（如色素、异味物质）；‌生物化学降解‌：微生物（如细菌）分解有机污染物，将其转化为无害物质；该过程涉及氧化还原反应（如有机物被降解为二氧化碳和水），依赖于水体溶解氧。 综上，自然净化综合沉淀、过滤、吸附及生物降解等化学机制，有效减少杂质，但需注意，相比人工处理（如消毒），自然过程可能无法完全去除病原体。 【典例1】（24-25八年级上·山东淄博·期中）水是生命之源，是人类生产、生活中不可缺少的物质。下列有关水的天然循环的说法不正确的是 A．水的天然循环发生的是化学变化 B．水的天然循环过程中实现了水的自身净化 C．水的天然循环是自然界中水分子运动的结果 D．水的天然循环为地球上的生物补充淡水资源 【答案】A 【详解】A.水的天然循环是通过水的固液气三态变化实现的，该过程没有新物质生成，属于物理变化，故A错误； B.水的天然循环过程中实现了水的自身净化，故B正确； C.水由水分子构成，水的天然循环是自然界中水分子运动的结果，故C正确； D.水的天然循环完成了水资源的重新分配，为地球上的生物补充淡水资源，故D正确。 故选：A。 【变式1-1】《黄帝内经》中记载“地气（水蒸气）上为云，天气下为雨"，表明古人已认识到云雨是水蒸气经阳光、风等影响变化而来的。下列有关“水的天然循环”的认识中，不正确的是 A．水变成水蒸气的过程中，水分子本身不变 B．水在天然循环过程中，发生物理变化 C．大自然通过水分子的运动实现了水的自身净化，所以雨水是纯净物 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的 【答案】C 【详解】A、水变成水蒸气的过程中，水分子间的间隔变大，水分子本身不变，故选项说法正确； B、水在天然循环过程中，只是状态发生改变，没有新物质生成，发生物理变化，故选项说法正确； C、雨水是由多种物质组成的，属于混合物，故选项说法错误； D、水的天然循环是通过其固液气三态变化实现的，故选项说法正确。 故选C。 【变式1-2】有关水天然循环的说法不正确的是 A．既实现了水的自身净化又完成了水资源的重新分配 B．循环过程中水分子的能量在不断变化 C．太阳为水的天然循环提供了能量 D．该循环过程中水分子的大小和排列方式都发生了改变 【答案】D 【详解】A、水的天然循环，既实现了水的自身净化又完成了水资源的重新分配，故选项说法正确； B、水的天然循环即为水的三态变化，过程中水分子的能量在不断变化，故选项说法正确； C、太阳为水的天然循环提供了能量，故选项说法正确； D、水的天然循环即为水的三态变化，该循环过程中只是水分子间的间隔发生改变，水分子的大小没有发生改变，故选项说法错误； 故选：D。 【变式1-3】（2025·山东枣庄·一模）水是生命之源，下列有关水的叙述不正确的是 A．自然界中的水循环，是通过水的三态变化实现的 B．水的三态变化中，水分子的大小不变 C．活性炭可将自来水变为纯净水 D．在淡水缺乏的海岛上，可考虑用蒸馏法从海水中提取淡水 【答案】C 【详解】A、自然界中的水循环，是通过水的蒸发（液态到气态）、水汽输送、降水（气态到液态或固态）、下渗、径流等环节，本质是水的三态变化实现的，该选项正确； B、水的三态变化属于物理变化，在这个过程中，水分子间的间隔发生改变，而水分子本身的大小不变，该选项正确； C、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，但不能除去水中的可溶性钙、镁化合物等杂质，不能将自来水变为纯净水，该选项错误； D、蒸馏法是通过将海水加热汽化，再将水蒸气冷凝得到淡水，在淡水缺乏的海岛上，可考虑用蒸馏法从海水中提取淡水，该选项正确。 故选C。 题型02 纯水与某些天然水 1.定义与物质类别 ‌纯水‌ 无色、无臭、清澈透明的液体，不含任何杂质。属于‌纯净物‌（如蒸馏水）。 ‌天然水‌ 含多种杂质（不溶性杂质使其浑浊，可溶性杂质可能赋予气味或颜色）。属于‌混合物‌（如河水、湖水、海水）。 2.成分与特性对比 ‌矿物质含量‌ 纯水：几乎不含矿物质（烧水无水垢）。 天然水：含钙、镁、钾等天然矿物质，含量因水源地而异。 ‌杂质与微生物‌ 纯水：无任何杂质（包括有害和有益成分）。 天然水：含微量无机盐、有机物，但需符合安全标准。 3.‌特殊用途‌ 纯水适用于实验室、医疗等场景；天然水因含矿物质更适合作日常饮用水。 【典例1】（2025·上海浦东新·一模）属于纯净物的是 A．自来水 B．蒸馏水 C．矿泉水 D．江河水 【答案】B 【详解】A、自来水含有水、多种离子，不属于纯净物，A选项错误； B、蒸馏水只含水这一种物质，属于纯净物，B选项正确； C、矿泉水含有水、多种矿物质盐，不属于纯净物，C选项错误； D、江河水含有水、多种离子、细菌病毒等物质，不属于纯净物，D选项错误。 故选：B。 【变式1-1】（2025·云南楚雄·二模）下列物质中，属于纯净物的是 A．自来水 B．矿泉水 C．蒸馏水 D．黄河水 【答案】C 【详解】A、自来水中含有水和一些溶于水的物质，属于混合物； B、矿泉水中含有水和矿物质，属于混合物； C、蒸馏水中只有一种物质水，属于纯净物； D、黄河水中含有不溶性、可溶性、微生物等多种杂质，属于混合物。 故选C。 【变式1-2】（24-25九年级上·山西太原·期中）水是生命之源，从卫生和健康的角度分析，大多数人外出旅游时，饮用水最好选用 A．自来水 B．矿泉水 C．蒸馏水 D．天然水 【答案】B 【详解】A、自来水中含有可溶性杂质以及细菌，不能直接饮用，故选项错误； B、矿泉水中含有人体所需的微量元素和矿物质，可直接饮用，故选项正确； C、蒸馏水中缺少人体所需的微量元素和矿物质，长期直接饮用，对人体健康不利，故选项错误； D、天然水属于硬水，其中含有钙镁化合物，直接饮用，对人体健康不利，故选项错误。 故选：B。 【变式1-3】（24-25九年级上·安徽安庆·期中）饮用矿泉水可分为碳酸水、硅酸水、锶水等几大类，此外还有含锌、碘、硒等的矿泉水。下列相关说法正确的是 A．矿泉水属于纯净物 B．取矿泉水与酒精混合后，总体积小于 C．锌、碘、硒都属于金属元素 D．长期饮用纯净水替代矿泉水更有利于身体健康 【答案】B 【详解】A.矿泉水是由多种物质组成的，属于混合物，此选项错误； B.分子间有间隔，小分子会进入缝隙，所以取矿泉水与酒精混合后，总体积小于，此选项正确； C. 锌属于金属元素，碘、硒属于非金属元素，此选项错误； D.矿泉水中含有一些矿物质，所以长期饮用纯净水替代矿泉水不利于身体健康，此选项错误； 故选B。 题型03 水的净化方法 1.‌沉淀法‌ 加入絮凝剂（如明矾）使悬浮杂质凝聚沉降。 静置后分离上层较澄清的水。 2.‌过滤法‌ 关键操作： ‌一贴‌：滤纸紧贴漏斗内壁； ‌二低‌：滤纸边缘低于漏斗口，液面低于滤纸边缘； ‌三靠‌：玻璃棒靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁，烧杯靠玻璃棒。 作用：去除不溶性杂质，使水澄清。 3.‌吸附法‌ 使用活性炭吸附色素、异味及部分可溶性杂质。 装置示例：活性炭净水器（多层过滤：蓬松棉→纱布→活性炭→石英砂→小卵石）。 4.‌蒸馏法‌ 实验室装置：蒸馏烧瓶（加沸石防暴沸）+冷凝管+锥形瓶。 效果最佳：彻底去除可溶性钙镁化合物（水垢成分）及微生物。 【典例1】（2025·广西·一模）广西多地有优良的水资源，但天然水含各种杂质，不宜长期直接饮用。下列哪一种净水方法的净化程度最高 A．煮沸 B．蒸馏 C．过滤 D．静置沉淀 【答案】B 【详解】A、煮沸能杀菌消毒，使部分钙、镁离子沉淀，但不能除尽所有杂质，该选项错误； B、蒸馏可除去水中所有杂质，得到的蒸馏水是纯净物，净化程度最高，该选项正确； C、过滤除去不溶性杂质，不能除可溶性杂质，该选项错误； D、静置沉淀使大颗粒不溶性杂质沉淀，净化程度低，该选项错误； 故选B。 【变式1-1】（24-25九年级上·上海宝山·阶段练习）以下化学操作能将泥沙水中的液体与泥沙分离的是 A．蒸发 B．溶解 C．过滤 D．称量 【答案】C 【详解】分离固液的操作是过滤，则能将泥沙水中的液体与泥沙分离的操作是过滤，故选：C。 【变式1-2】（2025·江苏南京·模拟预测）下列关于天然水的净化操作中，净化程度最高的是 A．沉降 B．过滤 C．蒸馏 D．吸附 【答案】C 【详解】A、沉降是利用重力让水中大颗粒杂质沉到水底，从而分离出来。这种方法只能去除较大的不溶性固体杂质，无法去除小颗粒、溶解性物质或微生物，因此净化程度较低，不符合题意； B、过滤是通过滤纸或多孔材料拦截水中的不溶性固体颗粒，使水变澄清。它能去除比沉降更小的颗粒，但仍无法去除溶解性物质或微生物，净化程度中等，不符合题意； C、蒸馏是将水加热至沸腾，产生水蒸气，再冷凝成液态水的过程。水沸腾时，不溶性杂质、溶解性盐类、细菌等杂质会留在沸水中，而水蒸气冷凝后几乎不含任何杂质，得到的是纯净水。这种方法能去除几乎所有类型的杂质，包括溶解性和不溶性物质，净化程度最高，符合题意； D、吸附是利用活性炭等多孔物质吸附水中的有色、有味物质和部分溶解性杂质。它能改善水的味道和颜色，但无法有效去除无机盐类、微生物或不溶性固体，净化程度有限，不符合题意。 故选C。 【变式1-3】（2025·广西·模拟预测）关于水的净化，下列说法不正确的是 A．活性炭可除去水中异味 B．加入明矾能促进水中悬浮杂质沉降 C．自来水属于混合物 D．实验室通过过滤也能除去水中的悬浮物和细菌 【答案】D 【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附除去水中的色素和异味，故不符合题意； B、明矾溶于水可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，因此加入明矾能促进水中悬浮杂质沉降，故不符合题意； C、自来水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，故不符合题意； D、过滤只能除去水中难溶性杂质，不能除去可溶性杂质、细菌等，故符合题意。 故选D。 题型04 自来水厂的生产过程 自来水厂的生产过程涉及一系列物理和化学净化步骤，旨在将天然水转化为安全可饮用的自来水。‌ 主要流程包括： ‌取水‌：从河流、湖泊或地下水抽取原水，优先选择水质较好的水源（如黄河水需先经沉沙池预处理）。‌ ‌混凝和絮凝‌：加入混凝剂（如明矾或聚合氯化铝），通过搅拌使悬浮杂质凝聚成絮团，便于后续分离。‌ ‌沉淀‌：水流减速后，絮团在沉淀池中沉降，去除约80%的悬浮物，使水变澄清。‌ ‌过滤‌：水通过石英砂滤料层，吸附残留的微小颗粒和有机物，将浑浊度降至1NTU以下。‌ ‌吸附‌：引入活性炭吸附池，除去臭味和更小的不溶性杂质。‌ ‌消毒‌：常用氯气或次氯酸钠杀灭细菌和病原微生物，确保水质达标。‌ ‌储存和输送‌：消毒后的水存入清水池，再经加压泵站和管网输送至用户，过程中需定期检测水质指标如浑浊度和菌落总数。‌ 整个过程强调混合物的分离（如沉淀、过滤、吸附），未使用蒸馏法（仅限于实验室环境）。自来水厂通过上述步骤有效去除悬浮物、微生物和有机物，生产出的自来水仍是混合物。 提示：过滤后水仍含可溶性杂质，属于硬水；蒸馏可得纯净软水。 【典例1】（24-25八年级下·上海浦东新·期中）自来水厂净水过程的主要操作流程如下 (1)操作X可除去难溶性的泥沙杂质，操作X的名称是 ，该操作速度过慢可能的原因是 (填字母)。 A．滤纸未紧贴漏斗内壁　     B．漏斗下端未紧靠烧杯内壁　     C．滤纸破损 (2)在净水过程中，氯气的作用是 。 (3)通过上述净水流程，最终得到的自来水仍然是混合物。要进一步获得纯净水，可采取如下图的操作是 (填字母)，其原理是利用各物质的 不同分离液态混合物。 【答案】(1) 过滤 AB (2)杀菌消毒 (3) 蒸馏 沸点 【详解】（1）分离固体和液体的操作X的名称是：过滤； A、滤纸要湿润后紧贴在漏斗内壁，不能留有空隙，若滤纸与漏斗内壁有空隙，则过滤的速度会比较慢，符合题意； B、漏斗尖嘴要紧靠烧杯内壁，烧杯内壁有引流的作用，不靠近烧杯内壁，在漏斗下端开口处液体有张力加上气压，会导致液体流下不顺畅，会一定程度上影响过滤的速度，符合题意； C、漏斗内的滤纸有破损，液体从破损处流下，会导致滤液浑浊，与速度无关，不符合题意； 故选AB； （2）氯气在水处理中主要起氧化杀菌作用，氯气可以与水反应生成酸类物质，使细菌蛋白质变性； （3）由图可知，下图操作为蒸馏，蒸馏原理是利用各物质的沸点不同分离液态混合物。 【变式1-1】（24-25八年级下·上海金山·阶段练习）小李看到河的上游有一个自来水厂，调查后发现自来水厂的净化过程如图所示，下列说法错误的是 A．净水剂可以是氯化铁 B．活性炭能够吸附是由于疏松多孔的结构 C．投药消毒用到的是液氯 D．自来水厂出来的自来水一定是软水 【答案】D 【详解】A、氯化铁可以吸附悬浮杂质，使其沉降，故说法正确； B、活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，故说法正确； C、自来水厂常用氯气(高压下为液态)消毒，故说法正确； D、经常规净化后自来水仍然含有一定量的钙、镁离子，不是软水，故说法错误。 故选D。 【变式1-2】（24-25八年级下·河北石家庄·期末）水是宝贵的自然资源，请根据图示回答下列问题。 (1)图Ⅰ活性炭吸附池是利用活性炭具有 性，除去水中的色素和异味，该过程主要是 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)过滤操作可除去水中难溶性杂质，实验室中该操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 (它的作用是 )； (3)在自来水中滴加 ，振荡后观察到水中有大量浮渣，说明该地区的自来水属于 ：家庭生活中常用 的方法将其软化。 (4)图Ⅱ可实现海水的淡化，其原理和常用净水方法中的 操作相似。 【答案】(1) 吸附 物理 (2) 玻璃棒 引流 (3) 肥皂水 硬水 煮沸 (4)蒸馏 【详解】（1）图Ⅰ活性炭吸附池是利用活性炭具有吸附性，除去水中的色素和异味，该过程没有新物质生成，发生的是物理变化； （2）过滤操作可除去水中难溶性杂质，实验室中该操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是引流； （3）在自来水中滴加肥皂水，振荡后观察到水中有大量浮渣，说明该地区的自来水属于硬水：家庭生活中常用煮沸的方法将其软化； （4）图Ⅱ中海水在太阳光作用下蒸发变成水蒸气，水蒸气遇冷凝结成淡水，其原理和常用净水方法中的蒸馏操作相似。 【变式1-3】（24-25八年级下·山东淄博·期末）下图为某地区自来水的生产流程示意图，请回答下列问题： (1)向天然水中加入明矾作絮凝剂，明矾的作用是 。 (2)过滤池可除去水中难溶性固体杂质。在实验室过滤操作中，玻璃棒的作用是 。消毒剂的作用是 。自来水在输送过程中还可能受到二次污染，所以用户要 后再饮用。 【答案】(1)吸附水中悬浮杂质，加速其沉降 (2) 引流 杀菌消毒 煮沸 【详解】（1）明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，使杂质沉降下来，从而达到净水的目的。故本问答案为：吸附水中悬浮杂质，加速其沉降。 （2）在实验室过滤操作中，玻璃棒的作用是引流，防止液体溅出。 消毒剂的作用是杀灭水中的细菌等微生物，起到杀菌消毒的作用。 自来水在输送过程中还可能受到二次污染，所以用户要煮沸后再饮用，煮沸能进一步杀灭水中的微生物。 故本问答案为：引流；杀菌消毒；煮沸。 题型05 硬水和软水 1.硬水和软水的概念 ‌硬水‌：含有较多可溶性钙镁化合物的水，例如某些地下水或自来水。‌ ‌软水‌：不含或含较少可溶性钙镁化合物的水，如雨水或蒸馏水。‌ 2.硬水和软水的区分方法 ‌肥皂水实验‌：取等量水样，分别加入等量肥皂水。 硬水：泡沫较少，浮渣较多（因为钙镁离子降低了肥皂起泡能力）。‌ 软水：泡沫丰富，浮渣较少或没有。 3.硬水的危害 洗涤衣物时浪费肥皂且洗不干净，长期使用衣物变硬。 加热时易形成水垢，导致锅炉导热不均或爆炸风险。 4.硬水的软化方法 ‌生活中‌：通过煮沸降低硬度，使可溶性钙镁化合物沉淀析出。 ‌工业或实验室‌：常用蒸馏法或离子交换法彻底软化。 注意：过滤或活性炭吸附无法降低硬度，只能去除杂质。 【典例1】（2025九年级下·辽宁丹东·学业考试）水是生命之源，下列有关水的说法错误的是 A．硬水和软水可用肉眼区分 B．生活中常通过煮沸来达到硬水软化 C．水净化过程中过滤可以除难溶性杂质 D．自来水厂净水过程中发生的变化不都是物理变化 【答案】A 【详解】A、硬水和软水都是无色透明液体，肉眼无法区分，该选项说法错误； B、通过煮沸能减少水中钙镁离子的化合物，是生活中常用的降低水硬度的方法该选项说法正确；该选项说法正确； C、过滤能除去水中难溶性杂质，该选项说法正确； D、自来水厂净水过程有溶解、过滤、吸附、消毒，其中溶解、过滤、吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化，消毒过程中有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确。 故选A。 【变式1-1】下列关于硬水和软水的说法正确的是 A．硬水经过过滤可变成软水 B．软水是溶有较多可溶性含钙元素或镁元素的物质的水 C．含杂质的水就是硬水 D．生活、生产中需要对硬水进行软化处理 【答案】D 【详解】硬水是含可溶钙镁化合物较多的水。 A、硬水软化工业上或实验室中常用蒸馏的方法，生活中通常通过煮沸可以将硬水中的钙、镁化合物转化成沉淀而降低水的硬度，过滤只能除去水中难溶性杂质，并不会使硬水软化，故A不符合题意； B、软水是含可溶钙、镁化合物较少的水，所以软水是混合物，故B不符合题意； C、硬水是含可溶钙、镁化合物较多的水，并不是说含有杂质就是硬水，故C不符合题意； D、硬水对生产生活有一定的危害，因此生活、生产中需要对硬水进行软化处理，故D符合题意。 故选D。 【变式1-2】（2025·云南楚雄·二模）水是一切生命体生存所必需的物质，为了人类和社会经济的可持续发展，我们必须保护水资源。下列有关水的说法不正确的是 A．天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是混合物 B．在净水过程中明矾起消毒杀菌作用 C．氢气燃烧生成水，说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水 【答案】B 【详解】A、天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水仍含有可溶性杂质，属于混合物，故A不符合题意； B、在净水过程中明矾起吸附悬浮杂质，加速沉降的作用，不能消毒杀菌，故B符合题意； C、氢气燃烧生成水，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，则可说明水是由氢元素和氧元素组成的，故C不符合题意； D、硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-3】（2025·宁夏银川·一模）下列有关水的说法正确的是 A．硬水和软水可用肥皂水鉴别 B．淘米水过滤后是纯净物 C．活性炭有净化水的作用，可以将硬水转化成软水 D．电解水时，正极和负极所产生的气体的体积比约为 【答案】A 【详解】A、硬水与肥皂水反应易形成浮渣，软水则产生较多泡沫，故可用肥皂水鉴别。正确。 B、过滤仅去除不溶性杂质，淘米水中仍含可溶性物质（如可溶性钙镁化合物），属于混合物。错误。 C、活性炭吸附杂质色素异味等但不能去除钙镁离子，无法将硬水转化为软水。错误。 D、电解水时正极（O₂）与负极（H₂）气体体积比为1:2，选项描述比例颠倒。错误。 故选A。 题型06 开发和利用水资源 1.水资源开发现状与挑战 (1)‌储量分布‌ 地球表面约71%被水覆盖，但‌淡水仅占2.53%‌，其中可利用量不足1%。 海水占总水量96.53%，含80多种化学元素，但需淡化处理才能利用。 (2)‌开发技术‌ ‌海水淡化‌： ‌蒸馏法‌：历史最久，能耗高；结合太阳能可降成本。 ‌电渗析法‌：通过阴/阳离子交换膜分离盐分。 ‌跨流域调水‌：如南水北调工程，改善水资源时空分布。 2.水资源利用与保护措施 (1)‌节约用水‌ ‌工业‌：循环用水，改进工艺减少耗水。 ‌农业‌：推广喷灌、滴灌替代大水漫灌。 ‌生活‌：使用节水器具，淘米水浇花、洗脸水冲马桶等一水多用。 (2)‌污染防治‌ ‌污染源控制‌： 工业废水处理达标排放； 农业合理使用化肥农药。 (3)‌污水处理‌： 物理法（沉降/过滤去除悬浮物）； 化学法（明矾絮凝、活性炭吸附色素异味）； 生物法降解有机物。 3.关键总结 ‌方向‌ ‌具体措施‌ ‌目的‌ 开发 海水淡化、跨流域调水 增加可用淡水量 节约 工农业循环用水、生活一水多用 减少浪费 防治污染 控制污染源、分级污水处理 保障水质安全 净化饮用水 沉降→过滤→吸附→消毒 满足生活用水标准 保护水资源需全社会行动：从技术革新到日常节水，共同维护生命之源。 【典例1】（2025·山东菏泽·二模）下列有关水的说法正确的是 A．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 B．为防治水体污染禁止使用化肥和农药 C．过滤可以除去水中难溶性的杂质 D．生活污水和工业废水可随意排入河流 【答案】C 【详解】A、地球上的淡水资源是有限的，且分布不均衡，需要节约用水，该选项说法不正确； B、化肥和农药在农业生产中不可或缺，完全禁止会影响粮食安全。正确的做法是合理使用，并推广环保型替代品，而非一刀切禁止，该选项说法不正确； C、过滤可以除去水中难溶性的杂质，该选项说法正确； D、生活污水和工业废水不可随意排入河流，会造成水污染，该选项说法不正确； 故选C。 【变式1-1】（上海市杨浦区2024-2025八年级下学期期末）如图为蒸馏法淡化海水的模拟实验装置，下列说法不正晚的是 A．延长导管可以增强水蒸气的冷凝效果 B．煮沸水可以降低水的硬度 C．天然水中，硬水是混合物，软水是纯净物 D．A试管中有水垢是水中可溶性钙和镁的化合物加热后生成的沉淀 【答案】C 【详解】A、延长导管，能使水蒸气在导管中停留时间更长，与外界环境热交换更充分，热量散失更多，从而增强水蒸气的冷凝效果，该选项说法正确； B、煮沸水时，水中可溶性的钙、镁化合物会转化为沉淀（水垢）析出，减少了水中钙、镁离子的含量，从而降低水的硬度，该选项说法正确； C、硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水，硬水和软水都含有多种物质，均属于混合物，该选项说法错误； D、天然水中含有可溶性钙和镁的化合物，加热时这些化合物会发生反应生成沉淀，附着在 A 试管内壁形成水垢，该选项说法正确。 故选C。 【变式1-2】（2025·湖南·二模）每年的3月22日至28日是中国水周，其目的在于唤起公众的节水意识。下列叙述正确的是 A．地球上的淡水资源取之不尽，用之不竭 B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求 C．水体有一定的自净能力，因此工业废水可直接排放 D．用喷灌、滴灌方法给农作物浇水可以节约水 【答案】D 【详解】A、地球表面约71%被水覆盖，但其中97.5%是咸水，淡水仅占2.5%，且大部分以冰川或深层地下水形式存在，可直接利用的淡水极少，因此，淡水资源是有限的，并非“取之不尽”，故选项说法错误； B、过度开采地下水会导致地下水位下降、地面沉降、水源枯竭等问题，破坏生态平衡，属于不可持续的做法，故选项说法错误； C、虽然水体可通过物理、化学和生物作用净化少量污染物，但工业废水含重金属、有毒物质等，远超水体自净能力，直接排放会严重污染环境，必须处理达标后排放，故选项说法错误； D、喷灌和滴灌能精准控制水量，减少蒸发和流失，相比传统漫灌可大幅提高水资源利用率，是节水的有效措施，故选项说法正确； 故选：D。 【变式1-3】（24-25九年级上·福建泉州·期中）中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为 4．海洋是个巨大的资源宝库。海洋资源的充分利用，体现了人类认识物质、改造物质的智慧。采用如图所示的膜分离法淡化海水，水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池，从而得到淡水。下列说法中，不合理的是______(填选项序号之一)。 A．膜分离法也是一种分离混合物的方法 B．膜分离法较传统蒸馏法更节约能源 C．加压后右侧海水中溶质质量分数增大 D．加压后右侧海水的溶质质量增多 【答案】D 【详解】A、水分子可通过淡化膜，其余不可以，则说明膜分离法也是一种分离混合物的方法，该选项说法合理； B、蒸馏法需要加热，则膜分离法较传统蒸馏法更节约能源，该选项说法合理； C、加压后水会进入左侧，则右侧溶剂会减小，溶质质量不变，溶质质量分数会增大，该选项说法合理； D、加压后水会进入左侧，则右侧溶剂会减小，溶质质量不变，该选项说法不合理； 故选D； 题型07 蒸馏 蒸馏是初中化学中分离沸点不同液体混合物的核心实验方法。 1.蒸馏原理 通过加热使液体沸腾，低沸点组分先汽化为蒸气，经冷凝后收集为液体，从而实现分离或提纯。例如，从自来水中获得蒸馏水（纯净物）。 2.实验装置 ‌蒸馏烧瓶‌：盛放待分离液体，液体体积占烧瓶容积1/3~2/3； ‌温度计‌：水银球与支管口持平，测量蒸气温度； ‌冷凝管‌：通冷却水使蒸气冷凝，水流方向‌下口进、上口出‌（逆流冷却效果最佳）； ‌接收器‌（锥形瓶）：收集冷凝液体。 3.关键操作注意事项 ‌防暴沸‌：加热前需加沸石或碎瓷片，若忘记添加需停止加热冷却后补加； ‌加热方式‌：烧瓶垫石棉网加热，避免受热不均炸裂； ‌气密性检查‌：组装后先检验装置气密性（如捂热烧瓶观察液面变化）； ‌弃去初馏液‌：开始蒸馏出的部分液体可能含杂质，应弃去后再收集。 4.应用与特点 ‌分离提纯‌：适用于沸点差＞30℃的液体混合物（如酒精-水分离）； ‌净化程度高‌：蒸馏水是实验室常用纯净物； ‌无新杂质‌：仅通过物理相变分离，不引入新物质。 【典例1】（2025·河北沧州·模拟预测）实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水制取。如图是制取蒸馏水的简易装置，下列分析错误的是 A．为了节省能源，可以直接给烧瓶加热 B．烧瓶中加入沸石或碎瓷片，防止暴沸 C．烧杯中水的作用是使水蒸气冷却降温 D．蒸馏水是净化程度较高的水 【答案】A 【详解】A、烧瓶不能直接加热，应垫上陶土网加热，符合题意； B、烧瓶中加入沸石或碎瓷片，可以防止暴沸，不符合题意； C、烧杯中的水用于冷却水蒸气，使其凝结成液态水，不符合题意； D、蒸馏几乎可除去水中的所有杂质，故蒸馏水是净化程度较高的水，不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（24-25九年级上·河北邯郸·期中）如图是我们学过的蒸馏装置，关于蒸馏实验说法不正确的是 A．加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网 B．图中冷凝水的流动方向是A→B C．蒸馏是单一操作净化水程度最高的方法 D．烧瓶中碎瓷片的作用是防止液体暴沸 【答案】B 【详解】A、蒸馏烧瓶不能直接进行加热，加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网，使其受热均匀，故选项说法正确； B、制取蒸馏水时，为增强冷凝效果，下端管口是进水管，上端管口是出水管，图中冷凝水的流动方向是B→A，故选项说法错误； C、蒸馏可以除去水中的所有杂质，得到的蒸馏水属于纯水，是单一操作净化程度最高的方法，故选项说法正确； D、烧瓶中碎瓷片的作用是防止液体暴沸，故选项说法正确； 故选：B。 【变式1-2】（2025·甘肃陇南·三模）如图为化学兴趣小组改进的蒸馏装置，下列说法中不正确的是 A．冰块的作用是冷凝 B．实验中要用酒精灯的外焰进行加热 C．该装置涉及到水的三种状态 D．该装置不能除去水中的可溶性杂质 【答案】D 【详解】A、冰块的作用是冷凝，说法正确，不符合题意； B、实验中要用酒精灯的外焰进行加热，因为外焰温度最高，说法正确，不符合题意； C、冰块是固态水，水是液态水，水加热变成水蒸气，水蒸气是气态水，故该装置涉及到水的三种状态，说法正确，不符合题意； D、蒸馏能除去水中的可溶性杂质，说法错误，符合题意。 故选D。 【变式1-3】（2025·河南南阳·一模）天然水中含有许多杂质。下图是几种净水方法，有关叙述错误的是 A．图①中冷水应从b口进，a口出 B．图②中玻璃棒所起的作用是引流 C．图③中粒状活性炭层的作用有吸附 D．图①②③的方法都可得到纯净水 【答案】D 【详解】A、图①为蒸馏操作，冷凝管中的冷水应该从b口进a口出，冷凝效果最佳，故A不符合题意； B、图②为过滤操作，该操作中玻璃棒所起的作用是引流，故B不符合题意； C、活性炭具有吸附性，则图③中粒状活性炭层的主要作用是吸附，故C不符合题意； D、图①蒸馏能得到纯净水，图②过滤、图③吸附都不能得到纯净水，故D符合题意。 故选D。 题型08 自制净水器 自制净水器主要通过物理过滤和吸附作用去除水中杂质，其效果取决于所用材料的分层设计。 1.‌可去除的杂质与对应材料‌ ‌不溶性固体杂质‌ ‌大颗粒泥沙/悬浮物‌：由小卵石、石子等粗滤层拦截（粒径＞1mm）。 ‌细小颗粒物‌：通过石英砂、细沙层过滤（粒径0.1-1mm）。 ‌微米级不溶物‌：棉花或蓬松棉作为终末屏障吸附微小颗粒。 2.‌部分可溶性杂质 ‌色素与异味‌：活性炭依靠多孔结构吸附溶解性有色物质（如茶水色素）及异味分子（如余氯）。 ‌部分有机物‌：活性炭可吸附小分子有机物（如腐殖质），石英砂辅助拦截胶体类物质。 3.‌微生物与胶体（有限去除）‌ 石英砂层可截留部分细菌及胶体颗粒，但家用简易设备对微生物去除不彻底，‌不可直接饮用。 ‌分层功能与典型结构（自上而下） 层级 材料 作用目标 粗滤层 小卵石/石子 树叶、大颗粒泥沙‌ 过渡层 粗砂/磁砂 中等悬浮颗粒‌ 吸附层 活性炭 色素、异味、有机物‌ 精滤层 细沙/石英砂 微小颗粒、胶体‌ 终端屏障 棉花/纱布 超细不溶物‌ 4.‌注意事项‌ ‌局限性‌：无法去除重金属离子、溶解性盐类（如钙镁离子）及病毒。活性炭饱和后需更换，否则吸附失效甚至释放杂质。 ‌效果对比‌：泥沙水可过滤至视觉清澈，但有色液体（如可乐、浓茶）仅能淡化无法完全透明。 ‌安全提示‌：‌过滤水需煮沸杀菌方可饮用‌，自制设备非专业净水装置。 提示：优化效果可增加多层活性炭或组合磁砂，但核心仍为分层密实度与材料清洁度。 【典例1】（24-25九年级上·辽宁大连·期末）某同学自制的简易净水器如图所示，下列说法正确的是 A．活性炭起到了杀菌、消毒的作用 B．该装置可除去泥沙等难溶性杂质 C．该装置净水过程发生了化学变化 D．河水经该装置净化后得到纯净水 【答案】B 【详解】A、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，不能杀菌消毒，不符合题意； B、该装置可起到过滤的作用，除去泥沙等难溶性杂质，符合题意； C、该装置净水过程中只能除去水中的难溶性杂质，色素和异味，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意； D、河水经该装置净化后只能除去难溶性杂质，色素和异味，不能除去可溶性杂质，不能得到纯净水，不符合题意。 故选B。 【变式1-1】（2025·湖南娄底·二模）某学习小组自制的净水器如图所示。下列说法不正确的是 A．此装置可以除去非饮用水中的不溶物 B．该净化过程与自来水厂的净水过程相同 C．水在蒸发的过程中，分子种类不发生改变 D．此装置可用于海水净化 【答案】B 【详解】A、水蒸发变为水蒸气，水蒸气再液化进入纸杯中，因此一次性纸杯中收集到的液态水为纯净物，故此装置可以除去水中的不溶物，说法正确，不符合题意； B、自来水厂净化过程中有沉淀、过滤、吸附、消毒等环节，该净化过程为阳光曝晒液态水变成水蒸气，水蒸气在上层的塑料膜冷凝成液态水，此过程类似于净化水的蒸馏操作，因此该净化过程与自来水厂的净水过程不相同，说法错误，符合题意； C、水在蒸发的过程中，分子种类不发生改变，说法正确，不符合题意； D、该净化过程为阳光曝晒液态水变成水蒸气，水蒸气在上层的塑料膜冷凝成液态水，此过程类似于净化水的蒸馏操作，蒸馏可以除去水中的所有杂质，因此此装置可用于海水净化，说法正确，不符合题意。 故选：B。 【变式1-2】（2025·甘肃白银·三模）探险人员用矿泉水瓶和图中材料制作简易净水装置，用于净化河水。下列说法错误的是 A．材料由上到下的正确排序为③②① B．①净水主要利用了木炭的吸附性 C．②③净水是除去水中不溶性杂质 D．经过该装置净化后的水属于纯净水 【答案】D 【详解】A、小碎石能除去较大颗粒的难溶物，砂子能除去较小颗粒的难溶物，炭化树枝能除去色素和异味，则材料由上到下的正确排序为③②①，该选项说法正确； B、炭化树枝主要利用了木炭的吸附性，能吸附水中的色素和异味，该选项说法正确； C、结合前面分析可知，②③净水是除去水中不溶性杂质，该选项说法正确； D、该装置只能除去水中的难溶性杂质、色素和异味，得到的水中仍含有可溶性杂质，则得到的水不是纯水，该选项说法不正确。 故选D。 【变式1-3】（24-25九年级上·福建泉州·期中）如图是化学兴趣小组为鱼缸设计的净水装置，为增强净水效果，净水材料（小卵石体积比石英砂大）从下到上最佳堆叠顺序是 A．小卵石石英砂活性炭 B．活性炭石英砂小卵石 C．石英砂活性炭小卵石 D．活性炭小卵石石英砂 【答案】A 【详解】A、小卵石体积比石英砂大，先通过小卵石可以过滤掉较大颗粒的杂质，然后通过石英砂进一步过滤较小颗粒的杂质，最后通过活性炭吸附色素和异味等，这样的堆叠顺序符合净水的原理，能增强净水效果，A 正确。 B、如果先使用活性炭，较大颗粒的杂质可能会堵塞活性炭的孔隙，影响其吸附效果，且不符合先粗过滤后细过滤的顺序，B 错误。 C、石英砂的颗粒比小卵石小，先使用石英砂，较大颗粒的杂质容易堵塞石英砂层，导致水流不畅，且不符合合理的过滤顺序，C 错误。 D、先使用活性炭不符合合理的净水顺序，会影响净水效果，D 错误。 故选：A。 题型09 直饮水机 1.‌核心过滤技术‌ ‌超滤膜过滤‌：相当于净水中的“过滤”操作，允许水分子通过但截留大分子杂质（如细菌、胶体）。 ‌活性炭吸附‌：去除可溶性杂质、异味及重金属离子（如 Ba²⁺），同时通过吸附作用净化水质。 ‌RO反渗透技术（部分机型）‌：深层净化去除微生物和离子杂质，确保水质安全。 2.‌化学原理应用 ‌消毒杀菌‌：紫外灯照射引发化学变化破坏微生物结构，属于化学变化。 ‌能量利用‌：热交换器通过冷热水管紧密排列实现热能传递，冷水升温后再加热，显著节约能源。 【典例1】（24-25九年级上·江苏常州·期中）目前许多学校安装了直饮水机，其主要工作流程如图所示。 (1)图中步骤①的作用是 (填字母，下同)，步骤③的作用是 。 A．杀菌消毒    B．吸附杂质    C．蒸馏    D．过滤 (2)步骤②超滤膜的原理如图所示，它的作用相当于实验室 操作。 (3)取少量直饮水加入一定量肥皂水，振荡，观察到泡沫较多，浮渣较少，说明该水样属于 。(填“硬水”或“软水”)。 (4)以下措施能将硬水转化为软水的是___________。 A．离子交换树脂 B．蒸馏 C．煮沸 D．加明矾 【答案】(1) BD A (2)过滤 (3)软水 (4)ABC 【详解】（1）活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，故炭罐中活性炭的作用是吸附色素和异味，活性炭也具有过滤作用故选：BD； 图中③是紫外灯管照射，可以杀灭水中的病菌，可以杀菌消毒，故选：A； （2）超滤膜通过物理筛分作用分离水中颗粒物、细菌等，与实验室的 过滤 原理相同（通过孔隙截留大颗粒）； （3）取少量直饮水水样，滴加适量肥皂水，振荡，产生较多泡沫的水是软水，产生较少泡沫或不产生泡沫的水是硬水，观察现象可知直饮水是软水； （4）A. 离子交换树脂：通过交换钙镁离子软化水。符合题意； B. 蒸馏：去除所有离子，得到纯净软水。符合题意； C. 煮沸：能将钙镁离子转化成沉淀，将水软化。符合题意； D. 加明矾：只能絮凝悬浮物，不能软化水。不符合题意； 故选ABC。 【变式1-1】（2025·江苏南京·一模）很多公共场合安装有直饮水机，某种直饮水机的工作原理如图，其中没有用到的净水方法是 A．过滤 B．吸附 C．蒸馏 D．消毒 【答案】C 【详解】A、滤膜能够除去水中难溶性的杂质，起到过滤的作用，故A选项不符合题意； B、活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，故B选项不符合题意； C、图中没有蒸馏的操作，故C选项符合题意； D、紫外灯消毒可以杀菌消毒，故D选项不符合题意； 故选C。 【变式1-2】（2025·湖北武汉·二模）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，有关此设施的说法中正确的是 A．①可除去水中色素和异味 B．②过程对应的操作需要用到的玻璃仪器是漏斗和烧杯 C．经过上述过程可得到纯水 D．③过程可通过加絮凝剂实现 【答案】A 【详解】A、①中炭罐内含颗粒活性炭，活性炭具有吸附性，可除去水中色素和异味，A正确。 B、②过程为超滤膜过滤，对应的操作需要用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒，B错误。 C、经过上述过程，水中仍含有可溶性杂质，得不到纯水，C错误。 D、③过程是紫外灯管照射，目的是杀菌消毒，而加絮凝剂是为了使悬浮杂质凝聚沉降，D错误。 故选A。 【变式1-3】（24-25九年级下·河北邢台·期末）目前很多学校安装了直饮水机，如图是化学兴趣小组的同学在直饮水机上看到的直饮水机的内部结构示意图 (1)活性炭有 作用，可以除去部分可溶性杂质。 (2)滤膜的制作材料之一是塑料，塑料属于 材料。 (3)紫外光消毒可以除去水中 。 (4)开水、温开水、直饮水都属于 物（填物质类别）。 【答案】(1)吸附 (2)有机合成 (3)细菌、病毒等微生物 (4)混合 【详解】（1）活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味等部分可溶性杂质。 （2）塑料属于有机合成材料，有机合成材料包括塑料、合成橡胶和合成纤维。 （3）紫外光消毒的作用是除去水中的细菌、病毒等微生物。 （4）开水、温开水、直饮水都含有多种物质，属于混合物。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题4 水的性质与组成 课题2 水的自然循环与人工净化 题型01 水的自然循环与净化 题型02 纯水与某些天然水 题型03 水的净化方法 题型04 自来水厂的生产过程 题型05 硬水和软水 题型06 开发和利用水资源 题型07 蒸馏 题型08 自制净水器 题型09 直饮水机 题型01 水的自然循环与净化 水的自然循环是水分子通过物理状态变化（三态变化）在全球范围内持续运动的过程，其本质是水分子的动能和间隔变化驱动的物理过程，具体解释如下： 1.水循环过程 ‌蒸发（液态 → 气态）:太阳辐射为水分子提供能量，分子动能增大，从液态水中逸出成为水蒸气。此过程水分子（H₂O）结构不变，属于物理变化。 ‌冷凝（气态 → 液态/固态）:水蒸气上升遇冷（高空低温），分子动能减小，相互聚集凝结成液态水滴或固态冰晶，形成云。 ‌降水（液态/固态降落）:云中水滴或冰晶在重力作用下，以雨、雪等形式返回地表。降落过程中水分子组成仍为H₂O。 ‌地表迁移与汇集:降水部分渗入地下形成地下水，部分形成地表径流（如河流）。在重力作用下，水流向低处汇集，最终返回海洋，完成循环。 2.水循环微观机制 ‌分子运动视角‌：水循环中，水分子的‌动能‌（受温度影响）、‌分子间隔‌（气态时增大，液态/固态时减小）和‌排列方式‌（如冰的晶体结构）发生变化，但水分子本身（H₂O）的化学组成和化学性质‌保持不变。 ‌物理变化性质‌：该过程无新物质生成，仅为物态变化，故属于物理变化而非化学变化。 3.水的自然净化主要通过物理和化学过程实现，去除悬浮物、溶解性杂质及微生物，确保水质安全。 ‌沉淀作用‌：天然水中悬浮的颗粒（如泥沙）在重力作用下沉降，形成沉淀层与清水分离；在某些情况下，自然存在的絮凝剂（如粘土矿物中的铝离子）可促进颗粒凝聚加速沉降，类似于明矾的作用（明矾水解生成氢氧化铝胶体吸附杂质）‌1。例如，河流中流速减缓时，悬浮物沉积于河床。 ‌过滤过程‌：水渗透土壤、砂层或多孔岩石时，不溶性杂质被物理截留；过滤原理基于孔径大小差异，小颗粒杂质无法通过天然“滤材”的孔隙，从而实现固液分离。这一过程在湿地或地下含水层中尤为显著。 ‌吸附净化‌：天然吸附剂（如腐殖质或矿物质）通过表面化学作用去除溶解性杂质（如色素、异味物质）；‌生物化学降解‌：微生物（如细菌）分解有机污染物，将其转化为无害物质；该过程涉及氧化还原反应（如有机物被降解为二氧化碳和水），依赖于水体溶解氧。 综上，自然净化综合沉淀、过滤、吸附及生物降解等化学机制，有效减少杂质，但需注意，相比人工处理（如消毒），自然过程可能无法完全去除病原体。 【典例1】（24-25八年级上·山东淄博·期中）水是生命之源，是人类生产、生活中不可缺少的物质。下列有关水的天然循环的说法不正确的是 A．水的天然循环发生的是化学变化 B．水的天然循环过程中实现了水的自身净化 C．水的天然循环是自然界中水分子运动的结果 D．水的天然循环为地球上的生物补充淡水资源 【变式1-1】《黄帝内经》中记载“地气（水蒸气）上为云，天气下为雨"，表明古人已认识到云雨是水蒸气经阳光、风等影响变化而来的。下列有关“水的天然循环”的认识中，不正确的是 A．水变成水蒸气的过程中，水分子本身不变 B．水在天然循环过程中，发生物理变化 C．大自然通过水分子的运动实现了水的自身净化，所以雨水是纯净物 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的 【变式1-2】有关水天然循环的说法不正确的是 A．既实现了水的自身净化又完成了水资源的重新分配 B．循环过程中水分子的能量在不断变化 C．太阳为水的天然循环提供了能量 D．该循环过程中水分子的大小和排列方式都发生了改变 【变式1-3】（2025·山东枣庄·一模）水是生命之源，下列有关水的叙述不正确的是 A．自然界中的水循环，是通过水的三态变化实现的 B．水的三态变化中，水分子的大小不变 C．活性炭可将自来水变为纯净水 D．在淡水缺乏的海岛上，可考虑用蒸馏法从海水中提取淡水 题型02 纯水与某些天然水 1.定义与物质类别 ‌纯水‌ 无色、无臭、清澈透明的液体，不含任何杂质。属于‌纯净物‌（如蒸馏水）。 ‌天然水‌ 含多种杂质（不溶性杂质使其浑浊，可溶性杂质可能赋予气味或颜色）。属于‌混合物‌（如河水、湖水、海水）。 2.成分与特性对比 ‌矿物质含量‌ 纯水：几乎不含矿物质（烧水无水垢）。 天然水：含钙、镁、钾等天然矿物质，含量因水源地而异。 ‌杂质与微生物‌ 纯水：无任何杂质（包括有害和有益成分）。 天然水：含微量无机盐、有机物，但需符合安全标准。 3.‌特殊用途‌ 纯水适用于实验室、医疗等场景；天然水因含矿物质更适合作日常饮用水。 【典例1】（2025·上海浦东新·一模）属于纯净物的是 A．自来水 B．蒸馏水 C．矿泉水 D．江河水 【变式1-1】（2025·云南楚雄·二模）下列物质中，属于纯净物的是 A．自来水 B．矿泉水 C．蒸馏水 D．黄河水 【变式1-2】（24-25九年级上·山西太原·期中）水是生命之源，从卫生和健康的角度分析，大多数人外出旅游时，饮用水最好选用 A．自来水 B．矿泉水 C．蒸馏水 D．天然水 【变式1-3】（24-25九年级上·安徽安庆·期中）饮用矿泉水可分为碳酸水、硅酸水、锶水等几大类，此外还有含锌、碘、硒等的矿泉水。下列相关说法正确的是 A．矿泉水属于纯净物 B．取矿泉水与酒精混合后，总体积小于 C．锌、碘、硒都属于金属元素 D．长期饮用纯净水替代矿泉水更有利于身体健康 题型03 水的净化方法 1.‌沉淀法‌ 加入絮凝剂（如明矾）使悬浮杂质凝聚沉降。 静置后分离上层较澄清的水。 2.‌过滤法‌ 关键操作： ‌一贴‌：滤纸紧贴漏斗内壁； ‌二低‌：滤纸边缘低于漏斗口，液面低于滤纸边缘； ‌三靠‌：玻璃棒靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁，烧杯靠玻璃棒。 作用：去除不溶性杂质，使水澄清。 3.‌吸附法‌ 使用活性炭吸附色素、异味及部分可溶性杂质。 装置示例：活性炭净水器（多层过滤：蓬松棉→纱布→活性炭→石英砂→小卵石）。 4.‌蒸馏法‌ 实验室装置：蒸馏烧瓶（加沸石防暴沸）+冷凝管+锥形瓶。 效果最佳：彻底去除可溶性钙镁化合物（水垢成分）及微生物。 【典例1】（2025·广西·一模）广西多地有优良的水资源，但天然水含各种杂质，不宜长期直接饮用。下列哪一种净水方法的净化程度最高 A．煮沸 B．蒸馏 C．过滤 D．静置沉淀 【变式1-1】（24-25九年级上·上海宝山·阶段练习）以下化学操作能将泥沙水中的液体与泥沙分离的是 A．蒸发 B．溶解 C．过滤 D．称量 【变式1-2】（2025·江苏南京·模拟预测）下列关于天然水的净化操作中，净化程度最高的是 A．沉降 B．过滤 C．蒸馏 D．吸附 【变式1-3】（2025·广西·模拟预测）关于水的净化，下列说法不正确的是 A．活性炭可除去水中异味 B．加入明矾能促进水中悬浮杂质沉降 C．自来水属于混合物 D．实验室通过过滤也能除去水中的悬浮物和细菌 题型04 自来水厂的生产过程 自来水厂的生产过程涉及一系列物理和化学净化步骤，旨在将天然水转化为安全可饮用的自来水。‌ 主要流程包括： ‌取水‌：从河流、湖泊或地下水抽取原水，优先选择水质较好的水源（如黄河水需先经沉沙池预处理）。‌ ‌混凝和絮凝‌：加入混凝剂（如明矾或聚合氯化铝），通过搅拌使悬浮杂质凝聚成絮团，便于后续分离。‌ ‌沉淀‌：水流减速后，絮团在沉淀池中沉降，去除约80%的悬浮物，使水变澄清。‌ ‌过滤‌：水通过石英砂滤料层，吸附残留的微小颗粒和有机物，将浑浊度降至1NTU以下。‌ ‌吸附‌：引入活性炭吸附池，除去臭味和更小的不溶性杂质。‌ ‌消毒‌：常用氯气或次氯酸钠杀灭细菌和病原微生物，确保水质达标。‌ ‌储存和输送‌：消毒后的水存入清水池，再经加压泵站和管网输送至用户，过程中需定期检测水质指标如浑浊度和菌落总数。‌ 整个过程强调混合物的分离（如沉淀、过滤、吸附），未使用蒸馏法（仅限于实验室环境）。自来水厂通过上述步骤有效去除悬浮物、微生物和有机物，生产出的自来水仍是混合物。 提示：过滤后水仍含可溶性杂质，属于硬水；蒸馏可得纯净软水。 【典例1】（24-25八年级下·上海浦东新·期中）自来水厂净水过程的主要操作流程如下 (1)操作X可除去难溶性的泥沙杂质，操作X的名称是 ，该操作速度过慢可能的原因是 (填字母)。 A．滤纸未紧贴漏斗内壁　     B．漏斗下端未紧靠烧杯内壁　     C．滤纸破损 (2)在净水过程中，氯气的作用是 。 (3)通过上述净水流程，最终得到的自来水仍然是混合物。要进一步获得纯净水，可采取如下图的操作是 (填字母)，其原理是利用各物质的 不同分离液态混合物。 【变式1-1】（24-25八年级下·上海金山·阶段练习）小李看到河的上游有一个自来水厂，调查后发现自来水厂的净化过程如图所示，下列说法错误的是 A．净水剂可以是氯化铁 B．活性炭能够吸附是由于疏松多孔的结构 C．投药消毒用到的是液氯 D．自来水厂出来的自来水一定是软水 【变式1-2】（24-25八年级下·河北石家庄·期末）水是宝贵的自然资源，请根据图示回答下列问题。 (1)图Ⅰ活性炭吸附池是利用活性炭具有 性，除去水中的色素和异味，该过程主要是 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)过滤操作可除去水中难溶性杂质，实验室中该操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 (它的作用是 )； (3)在自来水中滴加 ，振荡后观察到水中有大量浮渣，说明该地区的自来水属于 ：家庭生活中常用 的方法将其软化。 (4)图Ⅱ可实现海水的淡化，其原理和常用净水方法中的 操作相似。 【变式1-3】（24-25八年级下·山东淄博·期末）下图为某地区自来水的生产流程示意图，请回答下列问题： (1)向天然水中加入明矾作絮凝剂，明矾的作用是 。 (2)过滤池可除去水中难溶性固体杂质。在实验室过滤操作中，玻璃棒的作用是 。消毒剂的作用是 。自来水在输送过程中还可能受到二次污染，所以用户要 后再饮用。 题型05 硬水和软水 1.硬水和软水的概念 ‌硬水‌：含有较多可溶性钙镁化合物的水，例如某些地下水或自来水。‌ ‌软水‌：不含或含较少可溶性钙镁化合物的水，如雨水或蒸馏水。‌ 2.硬水和软水的区分方法 ‌肥皂水实验‌：取等量水样，分别加入等量肥皂水。 硬水：泡沫较少，浮渣较多（因为钙镁离子降低了肥皂起泡能力）。‌ 软水：泡沫丰富，浮渣较少或没有。 3.硬水的危害 洗涤衣物时浪费肥皂且洗不干净，长期使用衣物变硬。 加热时易形成水垢，导致锅炉导热不均或爆炸风险。 4.硬水的软化方法 ‌生活中‌：通过煮沸降低硬度，使可溶性钙镁化合物沉淀析出。 ‌工业或实验室‌：常用蒸馏法或离子交换法彻底软化。 注意：过滤或活性炭吸附无法降低硬度，只能去除杂质。 【典例1】（2025九年级下·辽宁丹东·学业考试）水是生命之源，下列有关水的说法错误的是 A．硬水和软水可用肉眼区分 B．生活中常通过煮沸来达到硬水软化 C．水净化过程中过滤可以除难溶性杂质 D．自来水厂净水过程中发生的变化不都是物理变化 【变式1-1】下列关于硬水和软水的说法正确的是 A．硬水经过过滤可变成软水 B．软水是溶有较多可溶性含钙元素或镁元素的物质的水 C．含杂质的水就是硬水 D．生活、生产中需要对硬水进行软化处理 【变式1-2】（2025·云南楚雄·二模）水是一切生命体生存所必需的物质，为了人类和社会经济的可持续发展，我们必须保护水资源。下列有关水的说法不正确的是 A．天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是混合物 B．在净水过程中明矾起消毒杀菌作用 C．氢气燃烧生成水，说明水是由氢元素和氧元素组成的 D．硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水 【变式1-3】（2025·宁夏银川·一模）下列有关水的说法正确的是 A．硬水和软水可用肥皂水鉴别 B．淘米水过滤后是纯净物 C．活性炭有净化水的作用，可以将硬水转化成软水 D．电解水时，正极和负极所产生的气体的体积比约为 题型06 开发和利用水资源 1.水资源开发现状与挑战 (1)‌储量分布‌ 地球表面约71%被水覆盖，但‌淡水仅占2.53%‌，其中可利用量不足1%。 海水占总水量96.53%，含80多种化学元素，但需淡化处理才能利用。 (2)‌开发技术‌ ‌海水淡化‌： ‌蒸馏法‌：历史最久，能耗高；结合太阳能可降成本。 ‌电渗析法‌：通过阴/阳离子交换膜分离盐分。 ‌跨流域调水‌：如南水北调工程，改善水资源时空分布。 2.水资源利用与保护措施 (1)‌节约用水‌ ‌工业‌：循环用水，改进工艺减少耗水。 ‌农业‌：推广喷灌、滴灌替代大水漫灌。 ‌生活‌：使用节水器具，淘米水浇花、洗脸水冲马桶等一水多用。 (2)‌污染防治‌ ‌污染源控制‌： 工业废水处理达标排放； 农业合理使用化肥农药。 (3)‌污水处理‌： 物理法（沉降/过滤去除悬浮物）； 化学法（明矾絮凝、活性炭吸附色素异味）； 生物法降解有机物。 3.关键总结 ‌方向‌ ‌具体措施‌ ‌目的‌ 开发 海水淡化、跨流域调水 增加可用淡水量 节约 工农业循环用水、生活一水多用 减少浪费 防治污染 控制污染源、分级污水处理 保障水质安全 净化饮用水 沉降→过滤→吸附→消毒 满足生活用水标准 保护水资源需全社会行动：从技术革新到日常节水，共同维护生命之源。 【典例1】（2025·山东菏泽·二模）下列有关水的说法正确的是 A．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 B．为防治水体污染禁止使用化肥和农药 C．过滤可以除去水中难溶性的杂质 D．生活污水和工业废水可随意排入河流 【变式1-1】（上海市杨浦区2024-2025八年级下学期期末）如图为蒸馏法淡化海水的模拟实验装置，下列说法不正晚的是 A．延长导管可以增强水蒸气的冷凝效果 B．煮沸水可以降低水的硬度 C．天然水中，硬水是混合物，软水是纯净物 D．A试管中有水垢是水中可溶性钙和镁的化合物加热后生成的沉淀 【变式1-2】（2025·湖南·二模）每年的3月22日至28日是中国水周，其目的在于唤起公众的节水意识。下列叙述正确的是 A．地球上的淡水资源取之不尽，用之不竭 B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求 C．水体有一定的自净能力，因此工业废水可直接排放 D．用喷灌、滴灌方法给农作物浇水可以节约水 【变式1-3】（24-25九年级上·福建泉州·期中）中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为 4．海洋是个巨大的资源宝库。海洋资源的充分利用，体现了人类认识物质、改造物质的智慧。采用如图所示的膜分离法淡化海水，水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池，从而得到淡水。下列说法中，不合理的是______(填选项序号之一)。 A．膜分离法也是一种分离混合物的方法 B．膜分离法较传统蒸馏法更节约能源 C．加压后右侧海水中溶质质量分数增大 D．加压后右侧海水的溶质质量增多 题型07 蒸馏 蒸馏是初中化学中分离沸点不同液体混合物的核心实验方法。 1.蒸馏原理 通过加热使液体沸腾，低沸点组分先汽化为蒸气，经冷凝后收集为液体，从而实现分离或提纯。例如，从自来水中获得蒸馏水（纯净物）。 2.实验装置 ‌蒸馏烧瓶‌：盛放待分离液体，液体体积占烧瓶容积1/3~2/3； ‌温度计‌：水银球与支管口持平，测量蒸气温度； ‌冷凝管‌：通冷却水使蒸气冷凝，水流方向‌下口进、上口出‌（逆流冷却效果最佳）； ‌接收器‌（锥形瓶）：收集冷凝液体。 3.关键操作注意事项 ‌防暴沸‌：加热前需加沸石或碎瓷片，若忘记添加需停止加热冷却后补加； ‌加热方式‌：烧瓶垫石棉网加热，避免受热不均炸裂； ‌气密性检查‌：组装后先检验装置气密性（如捂热烧瓶观察液面变化）； ‌弃去初馏液‌：开始蒸馏出的部分液体可能含杂质，应弃去后再收集。 4.应用与特点 ‌分离提纯‌：适用于沸点差＞30℃的液体混合物（如酒精-水分离）； ‌净化程度高‌：蒸馏水是实验室常用纯净物； ‌无新杂质‌：仅通过物理相变分离，不引入新物质。 【典例1】（2025·河北沧州·模拟预测）实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水制取。如图是制取蒸馏水的简易装置，下列分析错误的是 A．为了节省能源，可以直接给烧瓶加热 B．烧瓶中加入沸石或碎瓷片，防止暴沸 C．烧杯中水的作用是使水蒸气冷却降温 D．蒸馏水是净化程度较高的水 【变式1-1】（24-25九年级上·河北邯郸·期中）如图是我们学过的蒸馏装置，关于蒸馏实验说法不正确的是 A．加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网 B．图中冷凝水的流动方向是A→B C．蒸馏是单一操作净化水程度最高的方法 D．烧瓶中碎瓷片的作用是防止液体暴沸 【变式1-2】（2025·甘肃陇南·三模）如图为化学兴趣小组改进的蒸馏装置，下列说法中不正确的是 A．冰块的作用是冷凝 B．实验中要用酒精灯的外焰进行加热 C．该装置涉及到水的三种状态 D．该装置不能除去水中的可溶性杂质 【变式1-3】（2025·河南南阳·一模）天然水中含有许多杂质。下图是几种净水方法，有关叙述错误的是 A．图①中冷水应从b口进，a口出 B．图②中玻璃棒所起的作用是引流 C．图③中粒状活性炭层的作用有吸附 D．图①②③的方法都可得到纯净水 题型08 自制净水器 自制净水器主要通过物理过滤和吸附作用去除水中杂质，其效果取决于所用材料的分层设计。 1.‌可去除的杂质与对应材料‌ ‌不溶性固体杂质‌ ‌大颗粒泥沙/悬浮物‌：由小卵石、石子等粗滤层拦截（粒径＞1mm）。 ‌细小颗粒物‌：通过石英砂、细沙层过滤（粒径0.1-1mm）。 ‌微米级不溶物‌：棉花或蓬松棉作为终末屏障吸附微小颗粒。 2.‌部分可溶性杂质 ‌色素与异味‌：活性炭依靠多孔结构吸附溶解性有色物质（如茶水色素）及异味分子（如余氯）。 ‌部分有机物‌：活性炭可吸附小分子有机物（如腐殖质），石英砂辅助拦截胶体类物质。 3.‌微生物与胶体（有限去除）‌ 石英砂层可截留部分细菌及胶体颗粒，但家用简易设备对微生物去除不彻底，‌不可直接饮用。 ‌分层功能与典型结构（自上而下） 层级 材料 作用目标 粗滤层 小卵石/石子 树叶、大颗粒泥沙‌ 过渡层 粗砂/磁砂 中等悬浮颗粒‌ 吸附层 活性炭 色素、异味、有机物‌ 精滤层 细沙/石英砂 微小颗粒、胶体‌ 终端屏障 棉花/纱布 超细不溶物‌ 4.‌注意事项‌ ‌局限性‌：无法去除重金属离子、溶解性盐类（如钙镁离子）及病毒。活性炭饱和后需更换，否则吸附失效甚至释放杂质。 ‌效果对比‌：泥沙水可过滤至视觉清澈，但有色液体（如可乐、浓茶）仅能淡化无法完全透明。 ‌安全提示‌：‌过滤水需煮沸杀菌方可饮用‌，自制设备非专业净水装置。 提示：优化效果可增加多层活性炭或组合磁砂，但核心仍为分层密实度与材料清洁度。 【典例1】（24-25九年级上·辽宁大连·期末）某同学自制的简易净水器如图所示，下列说法正确的是 A．活性炭起到了杀菌、消毒的作用 B．该装置可除去泥沙等难溶性杂质 C．该装置净水过程发生了化学变化 D．河水经该装置净化后得到纯净水 【变式1-1】（2025·湖南娄底·二模）某学习小组自制的净水器如图所示。下列说法不正确的是 A．此装置可以除去非饮用水中的不溶物 B．该净化过程与自来水厂的净水过程相同 C．水在蒸发的过程中，分子种类不发生改变 D．此装置可用于海水净化 【变式1-2】（2025·甘肃白银·三模）探险人员用矿泉水瓶和图中材料制作简易净水装置，用于净化河水。下列说法错误的是 A．材料由上到下的正确排序为③②① B．①净水主要利用了木炭的吸附性 C．②③净水是除去水中不溶性杂质 D．经过该装置净化后的水属于纯净水 【变式1-3】（24-25九年级上·福建泉州·期中）如图是化学兴趣小组为鱼缸设计的净水装置，为增强净水效果，净水材料（小卵石体积比石英砂大）从下到上最佳堆叠顺序是 A．小卵石石英砂活性炭 B．活性炭石英砂小卵石 C．石英砂活性炭小卵石 D．活性炭小卵石石英砂 题型09 直饮水机 1.‌核心过滤技术‌ ‌超滤膜过滤‌：相当于净水中的“过滤”操作，允许水分子通过但截留大分子杂质（如细菌、胶体）。 ‌活性炭吸附‌：去除可溶性杂质、异味及重金属离子（如 Ba²⁺），同时通过吸附作用净化水质。 ‌RO反渗透技术（部分机型）‌：深层净化去除微生物和离子杂质，确保水质安全。 2.‌化学原理应用 ‌消毒杀菌‌：紫外灯照射引发化学变化破坏微生物结构，属于化学变化。 ‌能量利用‌：热交换器通过冷热水管紧密排列实现热能传递，冷水升温后再加热，显著节约能源。 【典例1】（24-25九年级上·江苏常州·期中）目前许多学校安装了直饮水机，其主要工作流程如图所示。 (1)图中步骤①的作用是 (填字母，下同)，步骤③的作用是 。 A．杀菌消毒    B．吸附杂质    C．蒸馏    D．过滤 (2)步骤②超滤膜的原理如图所示，它的作用相当于实验室 操作。 (3)取少量直饮水加入一定量肥皂水，振荡，观察到泡沫较多，浮渣较少，说明该水样属于 。(填“硬水”或“软水”)。 (4)以下措施能将硬水转化为软水的是___________。 A．离子交换树脂 B．蒸馏 C．煮沸 D．加明矾 【变式1-1】（2025·江苏南京·一模）很多公共场合安装有直饮水机，某种直饮水机的工作原理如图，其中没有用到的净水方法是 A．过滤 B．吸附 C．蒸馏 D．消毒 【变式1-2】（2025·湖北武汉·二模）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，有关此设施的说法中正确的是 A．①可除去水中色素和异味 B．②过程对应的操作需要用到的玻璃仪器是漏斗和烧杯 C．经过上述过程可得到纯水 D．③过程可通过加絮凝剂实现 【变式1-3】（24-25九年级下·河北邢台·期末）目前很多学校安装了直饮水机，如图是化学兴趣小组的同学在直饮水机上看到的直饮水机的内部结构示意图 (1)活性炭有 作用，可以除去部分可溶性杂质。 (2)滤膜的制作材料之一是塑料，塑料属于 材料。 (3)紫外光消毒可以除去水中 。 (4)开水、温开水、直饮水都属于 物（填物质类别）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$