第02讲 水的自然循环与人工净化（寒假预习讲义）八年级化学新教材沪科版五四学制

第02讲 水的自然循环与人工净化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 水的自然循环与自净 1. 水循环的过程与环节 定义：水在太阳辐射和地球引力作用下，通过蒸发、水汽输送、降水和径流等环节，以气体、液体、固体的形式在陆地、海洋以及大气间不断循环的过程。 实质：水的物理状态（三态）在自然界中持续转化，但总质量保持恒定，是一种全球性的物质循环和能量流动。 2. 水的自然净化 定义：水在循环过程中，通过物理作用（如沉淀、稀释、挥发）、化学作用（如氧化、分解）和生物作用（主要是微生物对污染物的降解），不断去除污浊和杂质，保持自身洁净的能力。 核心作用者：水体中的溶解氧和微生物。溶解氧是水质净化的关键，也是衡量水质的重要指标，因为它支持好氧微生物分解有机物。 自净能力的有限性：水体具有一定的自净能力，但若污染物数量超过其自净能力，就会造成水体污染。 【微观理解】 想象水循环是地球的“清洁与配送系统”：太阳能（太阳辐射）作为动力，将地表水“打包”成水蒸气（蒸发），“快递”（水汽输送）到各处后“卸货”（降水），部分“货物”渗入地下或汇入河流（径流）。在“运输”途中，水流自身通过沉降（物理）、氧化（化学）和微生物“吃掉”污染物（生物）等方式进行“自我清洁”。 【易错辨析】 错误：认为水循环的环节包括“光合作用”或“呼吸作用”。 纠正：水循环是水的物理状态和位置的宏观循环，主要环节是蒸发、输送、降水、径流。生物过程（如蒸腾作用）可归入蒸发环节，但不是独立的核心环节。 【规律整理】 自然净化的途径：物理（沉降、稀释）→ 化学（氧化、分解）→ 生物（微生物降解）。溶解氧是生物净化的关键。 知识点2 人工净化水的方法 1. 净化方法与原理 净化方法 作用原理与目的 常用试剂或材料 变化类型 在自来水生产中的顺序（典型） 絮凝（沉降） 利用明矾、氯化铁等净水剂溶于水后生成的胶状物，吸附水中微小悬浮物，使其凝聚成较大颗粒而沉降。 明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]、氯化铁(FeCl₃) 化学变化（生成胶体） 第一步或第二步 过滤 使水通过滤纸、滤网或多孔材料（如石英砂），分离水中的不溶性固体杂质。 滤纸、石英砂、小卵石 物理变化 在沉降之后 吸附 利用活性炭等多孔物质的吸附作用，去除水中的异味、色素、余氯及部分可溶性有机物和重金属离子。 活性炭（炭罐） 物理变化 在过滤之后，消毒之前 消毒 杀灭水中的病原微生物（细菌、病毒），防止疾病传播。 氯气(Cl₂)、二氧化氯(ClO₂)、紫外线、臭氧 化学变化（化学消毒剂） 最后一步 蒸馏 利用混合物中各成分沸点不同，加热使水汽化，再冷凝得到纯净的蒸馏水。可去除所有可溶性和不溶性杂质。 蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器 物理变化 实验室制取纯水，非自来水厂常规步骤 2. 硬水与软水 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。 软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。 硬水的危害：用硬水洗涤衣物会浪费肥皂且衣物变硬；烧水时易形成水垢，浪费燃料，堵塞管道；长期饮用可能影响健康。 硬水软化方法： 生活中：煮沸（可降低部分硬度，属物理变化，生成水垢沉淀）。 实验室/工业上：蒸馏（可得到纯水，完全软化，属物理变化）。 3. 自来水生产流程（简图与解析） 取水 → 加絮凝剂沉降 → 过滤 → 活性炭吸附 → 消毒（加氯等） → 配水 （注意：吸附通常在过滤之后，以保护活性炭并提高吸附效率。） 【方法指导】 如何判断净化方法所属的变化类型？ 看是否有新物质生成：生成胶体（絮凝）、发生杀菌反应（消毒）是化学变化。 看是否仅为状态分离或物理吸附：过滤、吸附、蒸馏是物理变化。 【易错辨析】 1. 硬水软化原理混淆 错误：认为“煮沸降低水的硬度”是化学变化（因为有水垢生成）。 纠正：煮沸只是促使可溶性钙镁化合物（如Ca(HCO₃)₂）受热分解生成不溶性沉淀（CaCO₃），从而从水中分离出来，没有生成除水垢外的全新化学物质，属于物理变化。但水垢的形成过程本身涉及化学变化，对于水的净化目的而言，主流观点将其归为物理软化方法。 2. 净水步骤顺序混淆 错误：认为“应先吸附后过滤”。 纠正：若先吸附，水中的大颗粒杂质会堵塞活性炭的孔隙，降低吸附效果。正确顺序是先通过沉降、过滤去除大颗粒，再用活性炭吸附小分子杂质和异味。 3. 蒸馏与蒸发概念混淆 错误：认为“蒸发和蒸馏都能得到纯净水”。 纠正：蒸发仅将水移走，留下的是杂质；蒸馏是将水蒸发后再冷凝收集起来，得到的是纯净水。 【规律整理】 净化程度由低到高：沉降 ≈ 过滤 < 吸附 < 蒸馏（最高）。 除杂原理口诀：大颗粒沉，小颗粒滤，异味吸附氯消毒，沸点不同用蒸馏。 知识点3 水资源的开发利用与保护 1. 我国水资源现状与问题 总量与人均：总量居世界第6位，但人均占有量不足世界人均的1/4，是严重缺水的国家。 空间分布：南多北少，东多西少，与人口、耕地、经济布局不匹配（南方水多地少，北方地多水少）。 时间分布：夏秋多，冬春少，年际变化大。 2. 解决淡水危机的途径——海水淡化 必要性：缓解水资源短缺的重要途径。 原理：利用热能（如太阳能）使海水蒸发，再将水蒸气冷凝得到淡水。 实例：早期太阳能蒸馏器，现代膜蒸馏(MD)技术（利用太阳能驱动水蒸气通过特定薄膜实现脱盐）。 变化类型：物理变化（利用沸点差异分离）。 3. 污水处理与再利用 意义：变废为宝，缓解供需矛盾，保障水生态安全，是可持续发展的重要体现。 污水处理三级流程： 一级处理（机械处理）：通过格栅、沉淀、气浮等，去除石块、砂石、油脂等大颗粒污染物。 二级处理（生物处理）：利用微生物的代谢作用，将污水中的有机物降解和转化为污泥。 三级处理（深度处理）：进一步去除难降解有机物、氮、磷等，并通过加氯、紫外线或臭氧进行深度消毒，以达到更高排放或回用标准。 4. 合理利用与保护水资源 农业：改大水漫灌为滴灌、喷灌。 工业：提高水的重复利用率，处理达标后排放。 生活：一水多用，使用节水器具。 社会：加强立法，防治水污染，提高水价。 【微观理解】 污水处理就像给脏水“洗澡治病”：一级处理是“脱掉外衣”（去掉大垃圾）；二级处理是“吃下药物”（微生物分解体内毒素）；三级处理是“深度清洁和消毒”（去除残留药物并杀菌），最终让水“恢复健康”可安全回归环境或再次使用。 【易错辨析】 1. 海水淡化原理混淆 错误：认为“用膜过滤海水”就是蒸馏。 纠正：蒸馏是利用热能使水汽化再冷凝。而过滤（包括超滤、反渗透）是利用压力差使水分子通过半透膜，盐分被截留。两者原理不同，但都属于物理变化。 2. 对“蒸馏”认识不全 错误：认为蒸馏只能用于海水淡化。 纠正：蒸馏是分离液态混合物的通用方法，实验室用于制蒸馏水，工业生产中用于分离石油、酒精等，其核心是依据沸点不同。 3. 混淆水资源现状描述 错误：笼统地说“我国水资源丰富”或“极度贫乏”。 纠正：必须从总量和人均两个维度表述：总量较丰富，但人均严重不足，且时空分布不均。 【规律整理】 水资源危机对策：开源（海水淡化、跨流域调水、收集雨水）+ 节流（工农业节水、生活节水）+ 治污（污水处理与回用）。 爱护水资源：节约用水是核心，防治污染是关键。 教材习题01（P102） 下列关于水的净化的说法正确的是 A.沉降可以完全去除难溶性的杂质 B.加入明矾可以去除可溶性杂质 C.通入氯气消毒后得到的水是纯净物 D.蒸馏的方法可以使海水淡化 解题方法 沉降主要依靠重力使大颗粒沉淀，但难以去除所有细小颗粒；明矾作为絮凝剂可吸附悬浮杂质沉降，却不能除去可溶性离子；消毒仅能杀灭微生物，无法去除溶解性物质，所得水仍是混合物；而蒸馏利用沸点差异分离组分，常用于海水淡化。把握这些关键点，即可逐一判断选项正误。 【答案】D 教材习题04（P42） 下列做法有利于保护水资源的是 A.生活污水直接排放 B.工业污水不经处理直接排放 C.大量开采使用地下水 D.减少化肥和农药的使用 解题方法 凡增加污染（直接排放污水）或破坏平衡（超采地下水）的选项均不利于保护水资源；减少污染物输入的做法才正确。 【答案】D 考点一 水在自然界中如何循环和净化 1．3月22日是“世界水日”，某校举行“水说”主题作品展，作品中的下列说法不正确的是 A．天然水经沉降、过滤可得到纯水 B．水通过三态变化实现天然循环 C．可用离子交换法处理硬水 D．洗手后及时关闭水龙头以节约用水 【答案】A 【解析】A、天然水经沉降、过滤只能去除不溶性杂质（如泥沙），但无法去除可溶性杂质（如矿物质、细菌等），因此得到的仍是含有杂质的水，而非纯水。纯水需通过蒸馏等方法制备。说法错误； B、自然界中的水通过其气、液、固三态变化实现了天然循环。说法正确； C、硬水含较多钙、镁离子，离子交换法通过置换反应（如用钠离子替换钙、镁离子）可软化硬水。说法正确； D、节约用水是保护水资源的有效措施，及时关闭水龙头符合这一原则。说法正确。 故选A。 2．“水循环”是自然界中三大循环之一，下列有关“水循环”和水的说法中不正确的是 A．太阳为水的天然循环提供了能量 B．水的天然循环是通过水的三态变化实现的 C．水的天然循环能实现水的自身净化和水资源的重新分配 D．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 【答案】D 【解析】A、水在太阳的照射下汽化，所以太阳为水的天然循环提供了能量，该选项说法正确； B、水的天然循环是通过水的气态、液态、固态三态变化实现的，该选项说法正确； C、水的天然循环主要通过水的三态变化实现，状态改变过程中，尤其是水蒸发过程中不会带出水中污染物，实现了水的自身净化，水的天然循环从海洋中、河流中蒸发大量的水，水蒸气在空气中随气流不断运动，遇冷空气形成降水，完成了水资源的重新分配，该选项说法正确； D、地球上水资源丰富，但是淡水资源有限，且分布不均，故应节约用水，该选项说法错误。 故选D。 3．关于水的天然循环，下列说法不正确的是 A．水的天然循环是通过其三态变化实现的 B．水在循环过程中，水分子的能量来源是太阳 C．水变成水蒸气的过程中，水分子变大了 D．该过程既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 【答案】C 【解析】A、水的天然循环是通过其固态、液态、气态三态变化实现的，不符合题意； B、水在循环过程中，水分子的能量来源是太阳，说明正确，不符合题意； C、水变成水蒸气的过程中，液态变为气态，分子之间的间隔变大，水分子的大小不变，符合题意； D、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，为地球上的生物补充了淡水资源，不符合题意。 故选C。 4．如图是自然界中水的天然循环简图，下列说法错误的是 A．驱动水循环的能量来自于太阳 B．水通过三态变化，实现了自身的天然循环 C．水的天然循环过程中既发生了物理变化又发生了化学变化 D．水通过天然循环，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 【答案】C 【解析】A、水循环所需要的能量来自太阳能，则驱动水循环的能量来自太阳，不符合题意； B、水的天然循环是通过水的三态变化实现的，不符合题意； C、水的天然循环，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，符合题意； D、水的天然循环主要通过水的三态变化实现，状态改变过程中，尤其是水蒸发过程中不会带出水中污染物，实现了水的自身净化；水的天然循环从海洋中、河流中蒸发大量的水，水蒸气在空气中随气流不断运动，遇冷空气形成降水，完成了水资源的重新分配，不符合题意。 故选C。 5．关于水的天然循环，下列说法正确的是 A．水变成水蒸气的过程中，水分子变大了 B．水在天然循环过程中，主要发生了化学变化 C．河水、井水、海水都是混合物 D．水在循环过程中，水分子的能量不变 【答案】C 【解析】A、水变成水蒸气的过程中，水分子的间隔变大，而水分子大小不变，故选项说法不正确； B、水在天然循环过程中，只是水的状态变化，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法不正确； C、河水、井水中都含有水、可溶性的钙、镁化合物等物质，海水中含有水、氯化钠等物质，均属于混合物，故选项说法正确； D、水的天然循环是通过水的三态变化实现的，水分子的能量是在不断变化的，故选项说法不正确。 故选C。 6．《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“为云”“为雨”的认识错误的是 A．此过程体现自然界中的水循环 B．此过程能实现水资源的重新分布 C．此过程中水分子本身发生了变化 D．此过程是通过水分子的运动及间隔变化实现的 【答案】C 【解析】A、由题干信息可知，该过程是通过水的三态变化，实现水的天然循环，不符合题意； B、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，不符合题意； C、此过程中，只是水分子之间的间隔发生了改变，水分子本身不变，符合题意； D、水的三态变化，是通过水分子的运动及分子之间的间隔变化实现的，不符合题意。 故选C。 考点二 水有哪些人工净化的方法 7．城市污水的处理有助于促进社会可持续发展。有关污水处理过程分析正确的是 A．格栅的作用是沉降 B．②中砂的密度比水小 C．⑤中可以消毒杀菌 D．中水与蒸馏水成分相同 【答案】C 【解析】A、格栅可起到过滤的作用，可除去水中大块悬浮物，故说法错误； B、旋流沉砂池采用旋转流体的方式实现水、砂分离，其原理是利用了水与砂的密度不同，砂的密度比水大，沉降到底部，故说法错误； C、在接触消毒池中，次氯酸钠（NaClO）起到消毒作用，故说法正确； D、中水中含有水和其它杂质，而蒸馏水中只含有水一种物质，所以中水与蒸馏水成分不相同，故说法错误。 故选C。 8．龙角山水库是乳山市区居民用水的水源地，化学兴趣小组在龙角山水库边收集到一瓶浑浊的水，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：自来水应从d端口进入，使冷凝更充分 D．经操作Ⅱ后的水是混合物，经操作Ⅲ后的水是纯净物 【答案】B 【解析】A、过滤时滤液边缘低于滤纸边缘，可防止液体从滤纸与漏斗间隙流下（过滤失败），操作正确。 B、操作 Ⅱ 是活性炭吸附，水从b端进入（下进上出），能使水与活性炭充分接触，增强吸附效果，操作错误。 C、操作 Ⅲ 是蒸馏，冷水从 d 端进入（下进上出），可使冷凝管内蒸汽充分冷凝，操作正确。 D、操作Ⅱ（吸附）水后中仍含可溶性杂质，属于混合物；操作 Ⅲ（蒸馏）得到的是蒸馏水，属于纯净物。表述正确。 故选B。 9．水是重要资源。下图是自来水的生产流程。 (1)浑浊的水中含有悬浮的固体小颗粒，自来水生产中加入明矾的作用是 。 (2)自来水生产过程中，过滤环节的作用是 。 (3)天然水经处理后得到的自来水是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (4)列举生活中节约用水的一种方法 。 【答案】(1)加速悬浮物的沉降 (2)除去水中的难溶性杂质 (3)混合物 (4)淘米水浇花（合理即可） 【解析】（1）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，故填：加速悬浮物的沉降； （2）过滤可实现固液分离，故自来水生产过程中，过滤环节的作用是：除去水中的难溶性杂质； （3）天然水经处理后得到的自来水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物； （4）生活中节约用水，可通过“一水多用”，如淘米水浇花。 10．某同学收集到一瓶浑浊的河水，她模拟自来水厂的净水过程，其实验过程如图所示，请回答以下问题； (1)天然水中加入的明矾可以使水中悬浮的杂质较快 （填“吸附”或“沉降”），使水逐渐澄清。 (2)操作a的名称为 ，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒，其中玻璃棒的作用为 。 (3)若经过操作a后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是 （填写序号）。 A．漏斗内的滤纸有破损 B．漏斗下端未靠在烧杯内壁 C．漏斗内液面高于滤纸的边缘 【答案】(1)沉降 (2) 过滤 漏斗 引流 (3)AC 【解析】（1）明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可吸附悬浮杂质并加速其沉降；故填：沉降。 （2）操作a可分离难溶性固体和液体，名称为过滤；该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，其中玻璃棒的作用为引流；故填：过滤；漏斗；引流。 （3）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，符合题意； B、漏斗下端未靠在烧杯内壁，容易导致滤液溅出，但不是滤液浑浊的原因，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，符合题意； 故选：AC。 11．原水（未经处理过的水）中含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质，可用次氯酸（HClO）来杀死细菌。氯气溶于水时可生成盐酸和次氯酸。某自来水厂的净化步骤如下： (1)通过过滤池可以去除水中的 杂质（填字母序号）。 a．泥沙           b．枯草树叶       c．可溶性钙、镁化合物 (2)能消毒杀菌的步骤为 （填序号）。 (3)活性炭的作用是 。 (4)净水入户后需经过煮沸才能饮用，水沸腾变为水蒸气时，水分子种类 （填“改变”或“不改变”）。 【答案】(1)ab (2)D (3)吸附水中的色素、异味等杂质 (4)不改变 【解析】（1）过滤池可去除水中的不溶性杂质，泥沙、枯草树叶属于不溶性杂质，而可溶性钙、镁化合物是可溶性杂质，无法通过过滤去除，故选ab。 （2）根据题目信息，可用次氯酸（HClO）来杀死细菌，氯气溶于水时可生成盐酸和次氯酸，步骤D中 “加氯气”，因此该步骤可消毒杀菌。 （3）活性炭疏松多孔具有吸附性，能吸附水中的色素、异味等杂质。 （4）水沸腾变为水蒸气是物理变化，只是水分子间的间隔变大，水分子种类本身没有改变。 12．为保障师生饮水健康，某校已全面配备并启用直饮系统。图甲清晰地展示了该设备将原水转化为直饮水的完整工作流程。请回答下列问题： (1)在进行水的净化时，我们常加入混凝剂(明矾)进行沉降，其作用是 。 (2)步骤②超滤膜可除去水中的难溶性杂质，该过程相当于实验室净水过程中的 操作。步骤③紫外灯照射可以消毒，这个过程属于 变化。(填“物理”或“化学”) (3)如果想要将“直饮水”转化为“纯水”，实验室通常采用 (填操作名称)。 (4)超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过，如图乙，说明超滤膜孔径 (填“大于”或“小于”)水分子孔径。 【答案】(1)聚集杂质，使其沉降 (2) 过滤 化学 (3)蒸馏 (4)大于 【解析】（1）明矾的作用是聚集杂质，使其沉降。 （2）超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过，而过滤也是将物质分离，则该过程相当于净水中的过滤；杀菌消毒过程中有新物质生成，属于化学变化。 （3）蒸馏可以使直饮水变为蒸馏水。 （4）超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过，说明超滤膜孔径大于水分子孔径。 考点三 如何合理开发和利用水资源 13．2025年3月22日，“节水中国行·云南在行动”主题宣传活动在昆明瀑布公园开展。展现云南依法治水、生态保护及节水成果，号召全社会节水爱水治水兴水，共筑水安全屏障。下列图标中，属于节水标志的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、该图标包含水滴、手掌（象征全民参与节水）元素，属于节水标志。 B、该图标是腐蚀品标志，不属于节水标志。 C、该图标是爆炸品标志，不属于节水标志。 D、该图标是有毒品标志，不属于节水标志。 故选A。 14．2024年中国水周活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。下列有关水的说法正确的是 A．地球上的淡水资源十分丰富 B．用活性炭吸附可使硬水变为软水 C．净水方法中，蒸馏比过滤净化程度更高 D．天然水经过沉降、过滤、吸附操作可达到饮用标准 【答案】C 【解析】A、地球淡水资源有限，大部分为海水，不符合题意； B、活性炭吸附可去除异味和色素，但不能去除钙镁离子，无法软化硬水，不符合题意； C、蒸馏通过汽化冷凝去除几乎所有杂质，净化程度高于过滤，符合题意； D、沉降、过滤、吸附后水可能仍含微生物，需消毒才能饮用，不符合题意； 故选C。 15．某学校开展了“水质检测及自制净水器”的跨学科实践活动，下列说法错误的是 A．如图中一次性纸杯中收集到的液态水是混合物 B．水在天然循环过程中，水分子的大小不会发生改变 C．净化水常用的方法有沉降、过滤、吸附、蒸馏等 D．可供人类直接利用的淡水占地球总水量不足 1% 【答案】A 【解析】A、水蒸发变为水蒸气，水蒸气再液化进入纸杯中，则一次性纸杯中收集到的液态水为纯净物，符合题意； B、水在天然循环过程中，为水的三态转变，分子大小不变，不符合题意； C、常见的净水方法有沉降、过滤、吸附、蒸馏等，不符合题意； D、地球上的淡水资源比较紧缺，且大部分位于冻土、冰川等，可供人类直接利用的淡水占地球总水量不足1%，不符合题意； 故选A。 16．自然界中的水循环如图甲所示。 (1)水蒸气凝聚为雨水的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 (2)地表水不宜直接饮用，原因是 。 (3)海水中的盐分较高，利用图乙所示装置可得到淡水，利用的原理是 。 【答案】(1)物理变化 (2)地表水中含有杂质和细菌 (3)蒸馏 【解析】（1）水蒸气凝聚为雨水过程中没有新物质生成，属于物理变化； （2）地表水不宜直接饮用，原因是地表水中含有杂质和细菌； （3）利用图乙所示装置可得到淡水，利用的原理是蒸馏。 17．如图1是我镇学生参观自来水厂后，绘制的自来水厂净水过程示意图。 (1)在净水过程中加入混凝剂明矾，目的是 。 (2)活性炭净水主要是利用其 性。 (3)图2是污水处理流程示意图，其中的沉砂池相当于图1中的 池。 在参观水厂时，发现氯水(通了氯气的水)能使红色布条褪色，他们对该现象进行探究。 【提出问题】氯水中使红色布条褪色的物质是什么？ 【查阅资料】 氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，可溶于水，并且能与水发生反应生成新物质。自来水厂常用氯气杀菌消毒。化学实验中常用气囊储存气体，挤压气囊可释放气体。 【提出假设】 (4)猜想一：H2O使红色布条褪色； 猜想二： ； 猜想三：Cl2与H2O反应生成的新物质使红色布条褪色。 【实验探究】兴趣小组同学设计了实验装置，如图3所示 【实验过程】 (5) 实验操作 实验现象 结论 步骤一：将胶头滴管内的水挤入B瓶内 B瓶中无明显现象 猜想一 步骤二：挤压装有干燥氯气的气囊 A瓶中无明显现象； B瓶中 。 猜想二不成立 猜想三成立 【实验反思】 (6)实验装置末端的气球的作用有 。(写一点) 【实验拓展】 (7)环保部门将水质从“优”到“劣”分为Ⅰ～Ⅴ类。由图4可知，近年来狮山镇Ⅱ～Ⅲ类水质百分比明显呈上升趋势。由此推断，水质在 (选填“变好”、“变差”)。 (8)这种变化趋势的原因可能是___________(填字母)。 A．夜间排放工业污水 B．清理污染河道的淤泥 C．关停或整改存在污染隐患的企业 D．沿河岸新建更多化工厂 【答案】(1)吸附水中悬浮杂质，加速沉降 (2)吸附 (3)沉淀池 (4)Cl2使红色布条褪色 。 (5) 不成立 红色布条不褪色 (6) 收集尾气，防止氯气污染空气 (7)变好 (8)BC 【解析】（1）明矾在水中会形成胶状物，吸附水中悬浮的杂质，使其沉降下来，所以目的是吸附水中悬浮杂质，加速沉降。 （2）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附色素和异味，活性炭净水主要是利用其吸附性。 （3）沉砂池主要是使较大颗粒的泥沙沉淀，在自来水厂净水过程中，沉淀池中也是让水中的不溶性固体沉淀，所以沉砂池相当于图 1 中的 沉淀池。 （4）已知猜想一是H2O使红色布条褪色，猜想三是Cl2与H2O反应生成的新物质使红色布条褪色，那么猜想二可以是Cl2使红色布条褪色 。 （5）步骤一：将胶头滴管内的水挤入B瓶内，B瓶中无明显现象，说明水不能使红色布条褪色，所以猜想一 不成立。 猜想二不成立，结合猜想三成立，说明干燥的氯气不能使红色布条褪色，润湿的氯气能使红色布条褪色，因此：步骤二：挤压装有干燥氯气的气囊，A瓶中无明显现象，B瓶中 红色布条不褪色。 （6）因为氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，实验装置末端的气球的作用是 收集尾气，防止氯气污染空气。 （7）水质从 “优” 到 “劣” 分为 Ⅰ～Ⅴ 类，Ⅱ～Ⅲ 类水质百分比明显呈上升趋势，说明优质水质占比增加，由此推断，水质在 变好。 （8）A、夜间排放工业污水会使水质变差，不符合题意； B、清理污染河道的淤泥可以改善水质，符合题意； C、关停或整改存在污染隐患的企业，减少了污染物排放，有利于水质变好，符合题意； D、沿河岸新建更多化工厂会增加污染，使水质变差，不符合题意。 故填 BC。 18．水是宝贵的自然资源，某兴趣小组进行“保护水资源”主题研学活动。 (1)了解水资源分布：由图一可知地球上的水主要存在于 ，跟人类关系最密切的淡水约占地球总水量的2.5%，可供人类直接利用的河流、湖泊淡水及浅层地下水，仅约占淡水总量的 %。 (2)海水淡化：从海水中获取淡水是将混合物分离提纯的过程。 分离提纯混合物一般有两种思路： ①直取所需 ②除去杂质保留所需。 蒸馏法淡化海水采用的思路是 （填序号）。 图二是实验室模拟蒸馏法淡化海水的实验，为使水蒸气冷凝效果更好，可 （选填“增加”或“减少”）玻璃导管长度。 (3)净化天然水：水的天然循环给我们带来了淡水。天然淡水中往往含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质，饮用前需要经过净化处理。图三是小组同学制作的简易净水器，主要的净水物质有①活性炭②小卵石③石英砂。水流经它们的顺序为 （填序号），其中活性炭的作用是 。 【答案】(1) 海洋和咸水湖 13% (2) ① 增加 (3) ②③① 吸附水中的色素和异味 【解析】（1）由图一可知，地球上的水主要存在于海洋和咸水湖中；可供人类直接利用的河流、湖泊淡水及浅层地下水，仅约占淡水总量为1.2%+11.8%=13%；故填：海洋和咸水湖；13。 （2）蒸馏法淡化海水，指的是将海水加热至水的沸点，得到纯净的水蒸气，采用的思路是①直取所需；水蒸气温度相对较高，当它通过暴露在空气中的导气管时，导气管起到了冷凝器的作用，增加玻璃导管长度，意味着水蒸气与较冷的导管表面接触的时间增加，从而增强了冷凝效果；故填：①；增加。 （3）用小卵石除去较大的颗粒，再用石英砂除去较小的颗粒，再用活性炭除去色素和异味，最后是蓬松棉，起支撑作用，故水流经它们的顺序为②③①；活性炭结构疏松多孔，可以吸附水中的色素和异味；故填：②③①；吸附水中的色素和异味。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过分析自然界中水的循环过程，了解水在陆地、海洋和大气之间的循环路径及主要环节（蒸发、输送、降水、径流），认识水的自然净化能力及其局限性。 2.通过学习沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏等人工净化方法的原理与操作，了解它们在自来水生产及污水处理中的应用，初步形成根据水质情况选择合适净化方法的思路。 3.通过调查我国水资源的分布与利用现状，分析水资源短缺的原因，认识节约用水、防治水污染的重要性，初步形成保护水资源和可持续发展的社会责任意识。 4.通过“水质检测及自制净水器”等实践活动，体验科学探究与工程设计的完整过程，学习设计实验方案、进行水质检测、评估净化效果的方法。 【学习重难点】 1.水在自然界中的循环过程及自然净化原理。 2.沉降、过滤、吸附、蒸馏等常见净化方法的原理与操作。 3.硬水与软水的区分、危害及软化方法，水资源现状与保护措施。 1．下列物质中，属于纯净物的是（ ） A．自来水 B．矿泉水 C．河水 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】A、自来水中含有水和多种溶于水的物质，属于混合物，故A不符合题意； B、矿泉水中含有水和多种矿物质，属于混合物，故B不符合题意； C、运河水中含有水、泥沙以及多种溶于水的物质，属于混合物，故C不符合题意； D、蒸馏水中只含有水一种物质，属于纯净物，故D符合题意； 2．城市的生活用水是经过自来水厂净化处理过的，其过程可以表示为：取水→沉降→加药→过滤→吸附→消毒→供水。下列过程中属于化学变化的是（ ） A．取水 B．吸附 C．消毒 D．供水 【答案】C 【解析】A、取水的过程只是水的简单分离过程，没有新物质生成，属于物理变化； B、吸附时只是水中的色素与异味被活性炭吸附，没有生成新物质，属于物理变化； C、消毒过程中通过投药杀死残存的细菌，有新物质生成，属于化学变化，符合题意； D、供水的过程也只是水的分配，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意。 3．在自来水生产过程中加入消毒剂进行杀菌消毒，常用的消毒剂是（ ） A．明矾 B．食盐 C．氯气 D．氢氧化钙 【答案】C 【解析】A、明矾在净水的时候常作为絮凝剂来吸附一些杂质，起不到消毒的作用，故A错误； B、食盐是调味剂和防腐剂，不能消毒，故B错误。 C、氯气能够和水反应生成次氯酸，次氯酸可以杀菌消毒，常用来对水进行杀菌消毒，故C正确； D、氢氧化钙是一种碱，溶液具有腐蚀性，不能杀菌消毒，故D错误； 4．水的污染主要来自于（ ） ①天然水与土壤岩石长期接触； ②工业三废的任意排放； ③城市生活污水的大量排放； ④水生动物的繁殖； ⑤农用化肥、农药使用不当。 A．②③⑤ B．②③④⑤ C． ①②③④⑤ D．①②③⑤ 【答案】A 【解析】水体污染主要来自三个方面：①工业生产中废物的任意排放②农业上大量不合理地使用化肥和农药③生活污水的任意排放。而不是天然水与空气、岩石和土壤长期接触、水生动植物的繁殖、频频发生的沙尘暴等造成的。 5．水是一种重要的自然资源，保护水资源意义重大。下列有关说法正确的是 A．在河水中加入明矾可除去所有杂质 B．用沉淀、过滤和蒸馏等方法净化水，效果最好的是过滤 C．水有自净能力，未经处理的生活污水可任意排放 D．蒸馏、煮沸都能够降低水的硬度 【答案】D 【解析】A、在河水中加入明矾只能除去河水中悬浮的固体小颗粒，故错误。 B、用沉淀法、过滤法可以除去不溶于水的物质，而蒸馏法可以得到纯净水，所以效果最好的是蒸馏法，故错误。 C、当超出了水的自净能力时水仍会被污染，未经处理的生活污水任意排放，会造成水的污染，故错误。 D、蒸馏、煮沸都能够降低水的硬度，故正确。 6．如图为自来水生产示意图。下列说法正确的是（ ） A．清水池中的水是混合物 B．过滤池中主要发生化学变化 C．消毒用的液氯作用是沉淀 D．供水系统流出的水是纯净物 【答案】A 【解析】A、清水池中的水除了有水外，还含有可溶性杂质，是混合物，故A正确； B、过滤能除去不溶性固体杂质，没有新物质生成，属于物理变化，故B错误； C、消毒用的液氯的作用是杀菌消毒，故C错误； D、净化后得到的水中含有可溶性杂质，不是纯净物，是混合物，故D错误。 7．以下有关净水过程的说法正确的是（ ） A．过滤可以除去污水中所有杂质 B．在净化水过程中发生的都是物理变化 C．经过处理后达到自来水标准的水仍然是混合物 D．污水厂的净水步骤：沉淀→过滤→吸附→消毒→蒸馏 【答案】C 【解析】A、过滤可以除去污水中的不溶性杂质，而不是所有杂质，A选项错误； B、在净化水过程中，消毒步骤使细菌病毒体内的蛋白质变性，会有新物质生成，发生的是化学变化，B选项错误； C、经过处理后达到自来水标准的水仍然含有多种离子，是混合物，C选项正确； D、污水厂的净水步骤：沉淀→过滤→吸附→消毒，没有蒸馏步骤，D选项错误。 8．右图是被称为“生命吸管”的便携式户外净水器的内部结构，说法错误的是（ ） ( 超滤膜 PP棉 活性炭 抗菌球 PP棉 ) 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．抗菌球通过物理变化杀菌消毒 D．通过“生命吸管”得到的水是纯净物 【答案】CD 【解析】A．超滤膜可以过滤掉不溶性杂质，此选项正确； B．活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，此选项正确； C．水中含有细菌，抗菌球可以使蛋白质变性，杀死去除细菌，所以是通过化学变化杀菌消毒，此选项错误； D．通过“生命吸管”不能除去水中的可溶性物质，得到的水是混合物，此选项错误。 9．实验室用如图所示的装置蒸馏海水，下列说法正确的是（ ） A．蒸馏烧瓶中加入沸石的作用是防止暴沸 B．实验时冷却水应从a进入，从b流出 C．锥形瓶中能收集到高浓度的氯化钠溶液 D．该装置可用于分离海水中的不同物质 【答案】A 【解析】A、蒸馏烧瓶中加入沸石，作用是防止暴沸，故选项说法正确； B、制取蒸馏水时，为增强冷凝效果，使整个冷凝管充满水，下端管口是进水管，上端管口是出水管，故选项说法错误； C、水变成水蒸气后预冷液化成小水滴从冷凝管流下，锥形瓶中收集到的是蒸馏水，故选项说法错误； D、该装置只能分离出水，不能用于分离海水中的不同物质，故选项说法错误； 10．自来水生产过程如图所示。 （1）明矾【KAl(SO4)2•12H2O】中含有的金属元素是_____________。 （2）清水池中盛放的清水属于_____________。 A．纯净物 B．单质 C．混合物 D．氧化物 （3）上述流程中起过滤作用的是__________________和_________________。 【答案】Al、K；C；隔网、滤水池。 【解析】（1）由明矾化学式可知，其含有的金属元素是Al、K。 （2）清水池中盛放的清水还含有一些可溶性物质，属于混合物，故选C。 （3）上述流程中隔网、滤水池可以分离固液混合物，起到过滤的作用。 11．以下是小刚对水的净化的探究。小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水的净化过程，其实验过程如下，请回答下列问题。 （1）河水是__________（填“纯净物”或“混合物”），构成水的微粒是__________。 （2）操作①的名称是_________________，若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是_______________。（填写序号） A．漏斗内的滤纸有破损 B．漏斗下端未靠在烧杯内壁 C．漏斗内液面高于滤纸的边缘 （3）自来水厂净水过程示意图如图。请回答： ①除去水中固态杂质的设备是____________（填序号，下同）； A．过滤池 B．吸附池 C．清水池 ②在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多，说明该水样属于 ___________（填“硬水”或“软水”），生活上常用___________________的方法来降低水的硬度。 【答案】（1）混合物；水分子。 （2）AC； （3）A；硬水；蒸馏； 【解析】（1）河水中含有可溶性和难溶性杂质，所以属于混合物，故填混合物；水是由水分子构成的，故填水分子； （2）过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，所以操作①的名称是过滤；故填过滤；所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是漏斗内的滤纸有破损或漏斗内液面高于滤纸的边缘，而漏斗下端未靠在烧杯内壁不会导致滤液仍然浑浊，故选AC； （3）除去水中固态杂质的设备是过滤池，故选A；硬水中含有较多的可溶性的钙、镁化合物，生活中可用肥皂水来区分硬水和软水，产生较多浮渣的是硬水，较少的软水，所以加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明水样是硬水；故填硬水；生活上常用蒸馏的方法来降低水的硬度；故填蒸馏； 12．实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取。操作方法是在如图所示蒸馏烧瓶中加入一定体积的自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）。 在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈。弃去开始馏出的部分液体，收集到约10mL蒸馏水后，停止加热。请回答下列问题。 （1）蒸馏是利用混合物中各组分__________不同分离组分的操作。该过程属于___________变化。 （2）写出仪器A、B的名称：A________、B________。 （3）实验时冷凝管进、出水的方向应该是b进a出，不能a进b出的理由是_________________。 （4）细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是________(填字母)。 A．三脚架 B．铁架台 C．泥三角 D．漏斗架 （5）实验中加入的沸石（或碎瓷片）______________（填“是”或“不是”）催化剂。 【答案】（1）沸点；物理。 （2）酒精灯；锥形瓶。 （3）冷凝效果不好。 （4）B。 （5）不是。 【解析】（1）蒸馏过程中，只是利用各物质沸点的不同将物质进行分离操作，并没有新物质生成，属于物理变化。 （2）由图可知，仪器A的名称是：酒精灯；仪器B的名称是：锥形瓶； （3）实验时冷凝管进、出水的方向应该是b进a出，这样可使水蒸气与冷水充分接触，冷凝效果好，不能a进b出的理由是：冷凝效果不好； （4）该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，可用铁架台支撑冷凝管。故选B； （5）实验中加入的沸石（或碎瓷片）的作用是防止暴沸，不是催化剂。 13．2020年3月22是“第二十八届世界水日”，水与我们人类的生活、生产密切相关。 直饮水机是目前很多学校选择的饮用水供水方式，其工作流程如图所示。 （1） ①中利用了活性炭的___________性， ③中紫外灯管照射的作用是___________。 （2）超滤膜的作用相当于实验室的___________（填操作名称）。实验室进行该操作时，玻璃棒的作用是__________。若经过该操作得到的液体仍浑浊，其原因之一可能是________________。 【答案】（1）吸附性；杀菌消毒。 （2）过滤；引流；超滤膜破损。 【解析】（1）活性炭具有吸附性，①中利用了活性炭的吸附性，③中紫外灯管照射的作用是杀菌消毒。 （2）超滤膜的作用相当于实验室的过滤（填操作名称）。实验室进行该操作时，玻璃棒的作用是引流。若经过该操作得到的液体仍浑浊，其原因之一可能是超滤膜破损。 14．化学实践小组的同学们在赤峰二道河子水库取库水，设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。 任务一：检测水质 【查阅资料】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) 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700 【初步检测】 （1）同学们取少量库水，用便携式水硬度检测仪测得该库水的硬度为286.2mg/L，说明该河水属于_____________________。 任务二：净化水 库水转化为自来水需要经过一系列步骤，但是自来水送到用户过程中仍可能被污染，因此很多公共场所使用直饮机如下图所示： （2）超滤膜的作用相当于实验室中的__________________操作。 （3）活性炭滤芯具有__________________作用，除去颜色异味的同时也除去重金属离子。 （4）紫外线灯管照射是为了杀菌消毒。直饮机使用方便，只要将其与自来水管对接，截留清除水中的有害物质(如细菌，微生物等)便能得到直饮水，直饮水属于____________（选填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】（1）中硬水； （2）过滤； （3）吸附； （4）混合物。 【解析】（1）该自来水的硬度为286.2mg/L，结合表中数据可知，在150~300之间，该自来水属于中硬水； （2）超滤膜利用孔洞大小将物质分离，其作用相当于实验室中的过滤； （3）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味； （4）根据流程图可知，直饮水是除去了不溶性杂质、颜色、异味、重金属离子、微生物的水，其中仍含有可溶性物质，属于混合物。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 水的自然循环与人工净化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 水的自然循环与自净 1. 水循环的过程与环节 定义：水在太阳辐射和地球引力作用下，通过____________、____________、____________和____________等环节，以____________体、____________体、____________体的形式在____________、____________以及大气间不断循环的过程。 实质：水的____________（三态）在自然界中持续转化，但总质量保持恒定，是一种全球性的____________循环和____________流动。 2. 水的自然净化 定义：水在循环过程中，通过____________作用（如沉淀、稀释、挥发）、____________作用（如氧化、分解）和____________作用（主要是微生物对污染物的降解），不断去除污浊和杂质，保持自身洁净的能力。 核心作用者：水体中的____________和____________。溶解氧是水质净化的关键，也是衡量水质的重要指标，因为它支持好氧微生物分解有机物。 自净能力的有限性：水体具有一定的自净能力，但若污染物数量____________其自净能力，就会造成____________。 【微观理解】 想象水循环是地球的“清洁与配送系统”：太阳能（太阳辐射）作为动力，将地表水“打包”成水蒸气（蒸发），“快递”（水汽输送）到各处后“卸货”（降水），部分“货物”渗入地下或汇入河流（径流）。在“运输”途中，水流自身通过沉降（物理）、氧化（化学）和微生物“吃掉”污染物（生物）等方式进行“自我清洁”。 【易错辨析】 错误：认为水循环的环节包括“光合作用”或“呼吸作用”。 纠正：水循环是水的物理状态和位置的宏观循环，主要环节是蒸发、输送、降水、径流。生物过程（如蒸腾作用）可归入蒸发环节，但不是独立的核心环节。 【规律整理】 自然净化的途径：物理（沉降、稀释）→ 化学（氧化、分解）→ 生物（微生物降解）。溶解氧是生物净化的关键。 知识点2 人工净化水的方法 1. 净化方法与原理 净化方法 作用原理与目的 常用试剂或材料 变化类型 在自来水生产中的顺序（典型） ____________（沉降） 利用____________、氯化铁等净水剂溶于水后生成的胶状物，吸附水中____________，使其凝聚成较大颗粒而____________。 明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]、氯化铁(FeCl₃) 化学变化（生成胶体） 第一步或第二步 ____________ 使水通过滤纸、滤网或多孔材料（如石英砂），分离水中的____________。 滤纸、石英砂、小卵石 ____________变化 在沉降之后 ____________ 利用活性炭等多孔物质的____________作用，去除水中的____________、____________、余氯及部分可溶性有机物和重金属离子。 活性炭（炭罐） ____________变化 在过滤之后，消毒之前 ____________ 杀灭水中的病原微生物（细菌、病毒），防止疾病传播。 ____________(Cl₂)、二氧化氯(ClO₂)、紫外线、臭氧 ____________变化（化学消毒剂） 最后一步 ____________ 利用混合物中各成分____________不同，加热使水____________，再____________得到纯净的蒸馏水。可去除所有可溶性和不溶性杂质。 蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器 ____________变化 实验室制取纯水，非自来水厂常规步骤 2. 硬水与软水 硬水：含有较多可溶性____________、____________化合物的水。 软水：____________或____________可溶性钙、镁化合物的水。 硬水的危害：用硬水洗涤衣物会浪费肥皂且衣物变硬；烧水时易形成____________，浪费____________，堵塞管道；长期饮用可能影响____________。 硬水软化方法： 生活中：____________（可降低部分硬度，属物理变化，生成水垢沉淀）。 实验室/工业上：____________（可得到纯水，完全软化，属物理变化）。 3. 自来水生产流程（简图与解析） 取水 → 加____________沉降 → 过滤 → ____________吸附 → ____________（加氯等） → 配水 （注意：吸附通常在____________之后，以保护活性炭并提高吸附效率。） 【方法指导】 如何判断净化方法所属的变化类型？ 看是否有新物质生成：生成胶体（絮凝）、发生杀菌反应（消毒）是化学变化。 看是否仅为状态分离或物理吸附：过滤、吸附、蒸馏是物理变化。 【易错辨析】 1. 硬水软化原理混淆 错误：认为“煮沸降低水的硬度”是化学变化（因为有水垢生成）。 纠正：煮沸只是促使可溶性钙镁化合物（如Ca(HCO₃)₂）受热分解生成不溶性沉淀（CaCO₃），从而从水中分离出来，没有生成除水垢外的全新化学物质，属于物理变化。但水垢的形成过程本身涉及化学变化，对于水的净化目的而言，主流观点将其归为物理软化方法。 2. 净水步骤顺序混淆 错误：认为“应先吸附后过滤”。 纠正：若先吸附，水中的大颗粒杂质会堵塞活性炭的孔隙，降低吸附效果。正确顺序是先通过沉降、过滤去除大颗粒，再用活性炭吸附小分子杂质和异味。 3. 蒸馏与蒸发概念混淆 错误：认为“蒸发和蒸馏都能得到纯净水”。 纠正：蒸发仅将水移走，留下的是杂质；蒸馏是将水蒸发后再冷凝收集起来，得到的是纯净水。 【规律整理】 净化程度由低到高：沉降 ≈ 过滤 < 吸附 < 蒸馏（最高）。 除杂原理口诀：大颗粒沉，小颗粒滤，异味吸附氯消毒，沸点不同用蒸馏。 知识点3 水资源的开发利用与保护 1. 我国水资源现状与问题 总量与人均：总量居世界第6位，但人均占有量不足世界人均的1/4，是严重缺水的国家。 空间分布：____________多____________少，____________多____________少，与人口、耕地、经济布局不匹配（南方水多地少，北方地多水少）。 时间分布：夏秋多，冬春少，年际变化大。 2. 解决淡水危机的途径——____________ 必要性：缓解水资源短缺的重要途径。 原理：利用热能（如太阳能）使海水蒸发，再将水蒸气冷凝得到淡水。 实例：早期太阳能蒸馏器，现代膜蒸馏(MD)技术（利用太阳能驱动水蒸气通过特定薄膜实现脱盐）。 变化类型：____________变化（利用沸点差异分离）。 3. 污水处理与再利用 意义：变废为宝，缓解供需矛盾，保障水生态安全，是可持续发展的重要体现。 污水处理三级流程： 一级处理（机械处理）：通过格栅、沉淀、气浮等，去除石块、砂石、油脂等大颗粒污染物。 二级处理（生物处理）：利用微生物的代谢作用，将污水中的有机物降解和转化为污泥。 三级处理（深度处理）：进一步去除难降解有机物、氮、磷等，并通过加氯、紫外线或臭氧进行深度消毒，以达到更高排放或回用标准。 4. 合理利用与保护水资源 农业：改大水漫灌为____________、喷灌。 工业：提高水的重复利用率，处理达标后排放。 生活：一水多用，使用节水器具。 社会：加强立法，防治水污染，提高水价。 【微观理解】 污水处理就像给脏水“洗澡治病”：一级处理是“脱掉外衣”（去掉大垃圾）；二级处理是“吃下药物”（微生物分解体内毒素）；三级处理是“深度清洁和消毒”（去除残留药物并杀菌），最终让水“恢复健康”可安全回归环境或再次使用。 【易错辨析】 1. 海水淡化原理混淆 错误：认为“用膜过滤海水”就是蒸馏。 纠正：蒸馏是利用热能使水汽化再冷凝。而过滤（包括超滤、反渗透）是利用压力差使水分子通过半透膜，盐分被截留。两者原理不同，但都属于物理变化。 2. 对“蒸馏”认识不全 错误：认为蒸馏只能用于海水淡化。 纠正：蒸馏是分离液态混合物的通用方法，实验室用于制蒸馏水，工业生产中用于分离石油、酒精等，其核心是依据沸点不同。 3. 混淆水资源现状描述 错误：笼统地说“我国水资源丰富”或“极度贫乏”。 纠正：必须从总量和人均两个维度表述：总量较丰富，但人均严重不足，且时空分布不均。 【规律整理】 水资源危机对策：开源（海水淡化、跨流域调水、收集雨水）+ 节流（工农业节水、生活节水）+ 治污（污水处理与回用）。 爱护水资源：节约用水是核心，防治污染是关键。 教材习题01（P102） 下列关于水的净化的说法正确的是 A.沉降可以完全去除难溶性的杂质 B.加入明矾可以去除可溶性杂质 C.通入氯气消毒后得到的水是纯净物 D.蒸馏的方法可以使海水淡化 解题方法 沉降主要依靠重力使大颗粒沉淀，但难以去除所有细小颗粒；明矾作为絮凝剂可吸附悬浮杂质沉降，却不能除去可溶性离子；消毒仅能杀灭微生物，无法去除溶解性物质，所得水仍是混合物；而蒸馏利用沸点差异分离组分，常用于海水淡化。把握这些关键点，即可逐一判断选项正误。 【答案】 教材习题04（P42） 下列做法有利于保护水资源的是 A.生活污水直接排放 B.工业污水不经处理直接排放 C.大量开采使用地下水 D.减少化肥和农药的使用 解题方法 凡增加污染（直接排放污水）或破坏平衡（超采地下水）的选项均不利于保护水资源；减少污染物输入的做法才正确。 【答案】 考点一 水在自然界中如何循环和净化 1．3月22日是“世界水日”，某校举行“水说”主题作品展，作品中的下列说法不正确的是 A．天然水经沉降、过滤可得到纯水 B．水通过三态变化实现天然循环 C．可用离子交换法处理硬水 D．洗手后及时关闭水龙头以节约用水 2．“水循环”是自然界中三大循环之一，下列有关“水循环”和水的说法中不正确的是 A．太阳为水的天然循环提供了能量 B．水的天然循环是通过水的三态变化实现的 C．水的天然循环能实现水的自身净化和水资源的重新分配 D．地球上的淡水资源取之不尽用之不竭 3．关于水的天然循环，下列说法不正确的是 A．水的天然循环是通过其三态变化实现的 B．水在循环过程中，水分子的能量来源是太阳 C．水变成水蒸气的过程中，水分子变大了 D．该过程既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 4．如图是自然界中水的天然循环简图，下列说法错误的是 A．驱动水循环的能量来自于太阳 B．水通过三态变化，实现了自身的天然循环 C．水的天然循环过程中既发生了物理变化又发生了化学变化 D．水通过天然循环，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 5．关于水的天然循环，下列说法正确的是 A．水变成水蒸气的过程中，水分子变大了 B．水在天然循环过程中，主要发生了化学变化 C．河水、井水、海水都是混合物 D．水在循环过程中，水分子的能量不变 6．《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“为云”“为雨”的认识错误的是 A．此过程体现自然界中的水循环 B．此过程能实现水资源的重新分布 C．此过程中水分子本身发生了变化 D．此过程是通过水分子的运动及间隔变化实现的 考点二 水有哪些人工净化的方法 7．城市污水的处理有助于促进社会可持续发展。有关污水处理过程分析正确的是 A．格栅的作用是沉降 B．②中砂的密度比水小 C．⑤中可以消毒杀菌 D．中水与蒸馏水成分相同 8．龙角山水库是乳山市区居民用水的水源地，化学兴趣小组在龙角山水库边收集到一瓶浑浊的水，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：自来水应从d端口进入，使冷凝更充分 D．经操作Ⅱ后的水是混合物，经操作Ⅲ后的水是纯净物 9．水是重要资源。下图是自来水的生产流程。 (1)浑浊的水中含有悬浮的固体小颗粒，自来水生产中加入明矾的作用是 。 (2)自来水生产过程中，过滤环节的作用是 。 (3)天然水经处理后得到的自来水是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (4)列举生活中节约用水的一种方法 。 10．某同学收集到一瓶浑浊的河水，她模拟自来水厂的净水过程，其实验过程如图所示，请回答以下问题； (1)天然水中加入的明矾可以使水中悬浮的杂质较快 （填“吸附”或“沉降”），使水逐渐澄清。 (2)操作a的名称为 ，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒，其中玻璃棒的作用为 。 (3)若经过操作a后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是 （填写序号）。 A．漏斗内的滤纸有破损 B．漏斗下端未靠在烧杯内壁 C．漏斗内液面高于滤纸的边缘 11．原水（未经处理过的水）中含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质，可用次氯酸（HClO）来杀死细菌。氯气溶于水时可生成盐酸和次氯酸。某自来水厂的净化步骤如下： (1)通过过滤池可以去除水中的 杂质（填字母序号）。 a．泥沙           b．枯草树叶       c．可溶性钙、镁化合物 (2)能消毒杀菌的步骤为 （填序号）。 (3)活性炭的作用是 。 (4)净水入户后需经过煮沸才能饮用，水沸腾变为水蒸气时，水分子种类 （填“改变”或“不改变”）。 12．为保障师生饮水健康，某校已全面配备并启用直饮系统。图甲清晰地展示了该设备将原水转化为直饮水的完整工作流程。请回答下列问题： (1)在进行水的净化时，我们常加入混凝剂(明矾)进行沉降，其作用是 。 (2)步骤②超滤膜可除去水中的难溶性杂质，该过程相当于实验室净水过程中的 操作。步骤③紫外灯照射可以消毒，这个过程属于 变化。(填“物理”或“化学”) (3)如果想要将“直饮水”转化为“纯水”，实验室通常采用 (填操作名称)。 (4)超滤膜可以让水分子通过，而大分子无法通过，如图乙，说明超滤膜孔径 (填“大于”或“小于”)水分子孔径。 考点三 如何合理开发和利用水资源 13．2025年3月22日，“节水中国行·云南在行动”主题宣传活动在昆明瀑布公园开展。展现云南依法治水、生态保护及节水成果，号召全社会节水爱水治水兴水，共筑水安全屏障。下列图标中，属于节水标志的是 A． B． C． D． 14．2024年中国水周活动主题为“精打细算用好水资源，从严从细管好水资源”。下列有关水的说法正确的是 A．地球上的淡水资源十分丰富 B．用活性炭吸附可使硬水变为软水 C．净水方法中，蒸馏比过滤净化程度更高 D．天然水经过沉降、过滤、吸附操作可达到饮用标准 15．某学校开展了“水质检测及自制净水器”的跨学科实践活动，下列说法错误的是 A． 如图中一次性纸杯中收集到的液态水是混合物 B． 水在天然循环过程中，水分子的大小不会发生改变 C． 净化水常用的方法有沉降、过滤、吸附、蒸馏等 D． 可供人类直接利用的淡水占地球总水量不足 1% 16．自然界中的水循环如图甲所示。 (1)水蒸气凝聚为雨水的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 (2)地表水不宜直接饮用，原因是 。 (3)海水中的盐分较高，利用图乙所示装置可得到淡水，利用的原理是 。 17．如图1是我镇学生参观自来水厂后，绘制的自来水厂净水过程示意图。 (1)在净水过程中加入混凝剂明矾，目的是 。 (2)活性炭净水主要是利用其 性。 (3)图2是污水处理流程示意图，其中的沉砂池相当于图1中的 池。 在参观水厂时，发现氯水(通了氯气的水)能使红色布条褪色，他们对该现象进行探究。 【提出问题】氯水中使红色布条褪色的物质是什么？ 【查阅资料】 氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，可溶于水，并且能与水发生反应生成新物质。自来水厂常用氯气杀菌消毒。化学实验中常用气囊储存气体，挤压气囊可释放气体。 【提出假设】 (4)猜想一：H2O使红色布条褪色； 猜想二： ； 猜想三：Cl2与H2O反应生成的新物质使红色布条褪色。 【实验探究】兴趣小组同学设计了实验装置，如图3所示 【实验过程】 (5) 实验操作 实验现象 结论 步骤一：将胶头滴管内的水挤入B瓶内 B瓶中无明显现象 猜想一 步骤二：挤压装有干燥氯气的气囊 A瓶中无明显现象； B瓶中 。 猜想二不成立 猜想三成立 【实验反思】 (6)实验装置末端的气球的作用有 。(写一点) 【实验拓展】 (7)环保部门将水质从“优”到“劣”分为Ⅰ～Ⅴ类。由图4可知，近年来狮山镇Ⅱ～Ⅲ类水质百分比明显呈上升趋势。由此推断，水质在 (选填“变好”、“变差”)。 (8)这种变化趋势的原因可能是___________(填字母)。 A．夜间排放工业污水 B．清理污染河道的淤泥 C．关停或整改存在污染隐患的企业 D．沿河岸新建更多化工厂 18．水是宝贵的自然资源，某兴趣小组进行“保护水资源”主题研学活动。 (1)了解水资源分布：由图一可知地球上的水主要存在于 ，跟人类关系最密切的淡水约占地球总水量的2.5%，可供人类直接利用的河流、湖泊淡水及浅层地下水，仅约占淡水总量的 %。 (2)海水淡化：从海水中获取淡水是将混合物分离提纯的过程。 分离提纯混合物一般有两种思路： ①直取所需 ②除去杂质保留所需。 蒸馏法淡化海水采用的思路是 （填序号）。 图二是实验室模拟蒸馏法淡化海水的实验，为使水蒸气冷凝效果更好，可 （选填“增加”或“减少”）玻璃导管长度。 (3)净化天然水：水的天然循环给我们带来了淡水。天然淡水中往往含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质，饮用前需要经过净化处理。图三是小组同学制作的简易净水器，主要的净水物质有①活性炭②小卵石③石英砂。水流经它们的顺序为 （填序号），其中活性炭的作用是 。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过分析自然界中水的循环过程，了解水在陆地、海洋和大气之间的循环路径及主要环节（蒸发、输送、降水、径流），认识水的自然净化能力及其局限性。 2.通过学习沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏等人工净化方法的原理与操作，了解它们在自来水生产及污水处理中的应用，初步形成根据水质情况选择合适净化方法的思路。 3.通过调查我国水资源的分布与利用现状，分析水资源短缺的原因，认识节约用水、防治水污染的重要性，初步形成保护水资源和可持续发展的社会责任意识。 4.通过“水质检测及自制净水器”等实践活动，体验科学探究与工程设计的完整过程，学习设计实验方案、进行水质检测、评估净化效果的方法。 【学习重难点】 1.水在自然界中的循环过程及自然净化原理。 2.沉降、过滤、吸附、蒸馏等常见净化方法的原理与操作。 3.硬水与软水的区分、危害及软化方法，水资源现状与保护措施。 1．下列物质中，属于纯净物的是（ ） A．自来水 B．矿泉水 C．河水 D．蒸馏水 2．城市的生活用水是经过自来水厂净化处理过的，其过程可以表示为：取水→沉降→加药→过滤→吸附→消毒→供水。下列过程中属于化学变化的是（ ） A．取水 B．吸附 C．消毒 D．供水 3．在自来水生产过程中加入消毒剂进行杀菌消毒，常用的消毒剂是（ ） A．明矾 B．食盐 C．氯气 D．氢氧化钙 4．水的污染主要来自于（ ） ①天然水与土壤岩石长期接触； ②工业三废的任意排放； ③城市生活污水的大量排放； ④水生动物的繁殖； ⑤农用化肥、农药使用不当。 A．②③⑤ B．②③④⑤ C． ①②③④⑤ D．①②③⑤ 5．水是一种重要的自然资源，保护水资源意义重大。下列有关说法正确的是 A．在河水中加入明矾可除去所有杂质 B．用沉淀、过滤和蒸馏等方法净化水，效果最好的是过滤 C．水有自净能力，未经处理的生活污水可任意排放 D．蒸馏、煮沸都能够降低水的硬度 6．如图为自来水生产示意图。下列说法正确的是（ ） A．清水池中的水是混合物 B．过滤池中主要发生化学变化 C．消毒用的液氯作用是沉淀 D．供水系统流出的水是纯净物 7．以下有关净水过程的说法正确的是（ ） A．过滤可以除去污水中所有杂质 B．在净化水过程中发生的都是物理变化 C．经过处理后达到自来水标准的水仍然是混合物 D．污水厂的净水步骤：沉淀→过滤→吸附→消毒→蒸馏 8．右图是被称为“生命吸管”的便携式户外净水器的内部结构，说法错误的是（ ） ( 超滤膜 PP棉 活性炭 抗菌球 PP棉 ) 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．抗菌球通过物理变化杀菌消毒 D．通过“生命吸管”得到的水是纯净物 9．实验室用如图所示的装置蒸馏海水，下列说法正确的是（ ） A．蒸馏烧瓶中加入沸石的作用是防止暴沸 B．实验时冷却水应从a进入，从b流出 C．锥形瓶中能收集到高浓度的氯化钠溶液 D．该装置可用于分离海水中的不同物质 10．自来水生产过程如图所示。 （1）明矾【KAl(SO4)2•12H2O】中含有的金属元素是_____________。 （2）清水池中盛放的清水属于_____________。 A．纯净物 B．单质 C．混合物 D．氧化物 （3）上述流程中起过滤作用的是__________________和_________________。 11．以下是小刚对水的净化的探究。小刚收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水的净化过程，其实验过程如下，请回答下列问题。 （1）河水是__________（填“纯净物”或“混合物”），构成水的微粒是__________。 （2）操作①的名称是_________________，若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是_______________。（填写序号） A．漏斗内的滤纸有破损 B．漏斗下端未靠在烧杯内壁 C．漏斗内液面高于滤纸的边缘 （3）自来水厂净水过程示意图如图。请回答： ①除去水中固态杂质的设备是____________（填序号，下同）； A．过滤池 B．吸附池 C．清水池 ②在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多，说明该水样属于 ___________（填“硬水”或“软水”），生活上常用___________________的方法来降低水的硬度。 12．实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取。操作方法是在如图所示蒸馏烧瓶中加入一定体积的自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）。 在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈。弃去开始馏出的部分液体，收集到约10mL蒸馏水后，停止加热。请回答下列问题。 （1）蒸馏是利用混合物中各组分__________不同分离组分的操作。该过程属于___________变化。 （2）写出仪器A、B的名称：A________、B________。 （3）实验时冷凝管进、出水的方向应该是b进a出，不能a进b出的理由是_________________。 （4）细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是________(填字母)。 A．三脚架 B．铁架台 C．泥三角 D．漏斗架 （5）实验中加入的沸石（或碎瓷片）______________（填“是”或“不是”）催化剂。 13．2020年3月22是“第二十八届世界水日”，水与我们人类的生活、生产密切相关。 直饮水机是目前很多学校选择的饮用水供水方式，其工作流程如图所示。 （1） ①中利用了活性炭的___________性， ③中紫外灯管照射的作用是___________。 （2）超滤膜的作用相当于实验室的___________（填操作名称）。实验室进行该操作时，玻璃棒的作用是__________。若经过该操作得到的液体仍浑浊，其原因之一可能是________________。 14．化学实践小组的同学们在赤峰二道河子水库取库水，设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。 任务一：检测水质 【查阅资料】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) 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700 【初步检测】 （1）同学们取少量库水，用便携式水硬度检测仪测得该库水的硬度为286.2mg/L，说明该河水属于_____________________。 任务二：净化水 库水转化为自来水需要经过一系列步骤，但是自来水送到用户过程中仍可能被污染，因此很多公共场所使用直饮机如下图所示： （2）超滤膜的作用相当于实验室中的__________________操作。 （3）活性炭滤芯具有__________________作用，除去颜色异味的同时也除去重金属离子。 （4）紫外线灯管照射是为了杀菌消毒。直饮机使用方便，只要将其与自来水管对接，截留清除水中的有害物质(如细菌，微生物等)便能得到直饮水，直饮水属于____________（选填“纯净物”或“混合物”）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $