跨学科实践活动2 自制净水器（讲义）化学新教材沪教版九年级上册

本初中化学讲义聚焦水净化原理与方法这一核心知识点，系统梳理沉降、过滤、吸附等净水方法的作用、变化类型及净水程度，通过自制净水器实践活动，搭建从理论知识到工程应用的学习支架。 该资料以跨学科实践活动为核心，通过设计制作简易净水器、探究净水效率影响因素（如材料顺序、水流速度），培养学生科学探究与实践能力，结合成本分析与效果评价表，渗透科学思维与严谨求实的科学态度，课中辅助教师开展实践教学，课后助力学生巩固知识、提升问题解决能力。

第二章 空气与水资源 跨学科实践活动2 自制净水器 课标要点 1.进一步巩固水净化的原理和方法； 2.学会设计和制作简单的净水器； 3.综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养创新意识及敢于质疑、严谨求实的科学态度。 学习重难点 重点： 利用水净化的原理和方法设计和制作简单的净水器 难点： 制作简易净水器的建构模型，制作作品。 活动任务 自制净水器并交流互评 1.巩固水净化的原理和方法 净水方法 作用 变化类型 净水程度 沉降 除去颗粒较大的 溶性杂质 变化 _______________________________ 过滤 除去颗粒较小的 溶性杂质 吸附 除去 的杂质 蒸馏 除去 溶性杂质，得到 （纯净物） 2.净水器设计时应考虑的问题 （1）净水器的净水材料及其作用 ：可用明矾使悬浮颗粒发生凝聚而沉降; ：滤纸、石子、纱布、棉花等； ：常用活性炭、木炭等吸附水中色素、异味等。 （2）填充顺序：遵循过滤杂质由 顺序摆放 （3）水流方式： 依靠重力：由 倒入； 依靠压力：由 挤入、推入 （4） 外壳材质：塑料材质、玻璃材质、木材等 注意事项: 1.按照净化程度从低到高的顺序使用净水方法； 2.按照从大到小的顺序依次去除水中的杂质； 3.根据杂质种类选择相应的净水方法和材料。 3.设计并制作一款简易的净水器 利用生活中的材料：矿泉水瓶、纱布、鹅卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等自制净水器，分组展示净水器。 物品 石英砂 小卵石 纱布 活性炭 废弃塑料瓶 …… 单价(元/kg) 2.5 7 3元/卷 50 0.1元/个 …… 数量 100g 80g 2卷 200g 2个 （1）画出简易净水器的简图，分析各种材料的作用，并检验净化效果。 （2）净化效果的分析与评价:从净水装置的原理、选用材料、成本、使用效果等方面，对各小组制作的净水器进行评价，把评价结果填入下表中。 序号 评价维度 净水原理 选用材料 成本/单价(元/kg) 使用效果 1 过滤大颗粒 小卵石 7 净化速度快，水样浑浊，仍有颜色 2 过滤小颗粒 石英砂 2.5 净化速度较慢，水样较澄清，仍有颜色 3 吸附色素或异味 活性炭 50 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后变为无色 4 作支撑或隔离物 纱布 3元/卷 5 作容器 塑料瓶 1元/个 说明 制作步骤：在塑料瓶口塞上带塑料管的橡皮塞，从下到上依次放入蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石，各层物质间用纱布隔开。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东茂名·期末）实践活动小组利用自制的简易净水器处理东江水样，下列叙述正确的是（ ） A．活性炭可以除去水中的色素和异味 B．可以将东江水变成蒸馏水 C．能起到杀菌消毒的作用 D．可以降低东江水的硬度 2．（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是小芳同学在跨学科实践活动中“自制简易净水器”的装置图。下列说法错误的是（ ） A．小卵石和石英砂的作用与滤纸相似 B．活性炭可除去水中的色素和异味 C．紫外灯可起到消毒杀菌的作用 D．该净水装置得到的水属于纯净物 活动任务 探究净水效率的影响因素 1. 思路：从净水方法、装置结构、材料堆叠顺序、水流速度等方面探讨净水效率的影响因素，通过实验进行探究并得出结论。 2. 注意：实验过程中要控制单一变量，以排除其他因素对结果的干扰。 3. 设计实验 （一）探究材料堆叠顺序对净水效率的影响因素 明确问题 小卵石和石英砂层处于不同位置时，对净水效率的影响 提出假设 ①石英砂在上层，小石在其下层时净水效率高 ②小卵石在上层，石英砂在其下层时，净水效率高 设计实验 实验用品:20mL浑浊的天然水、可进行组装的不同规格的实验盒、石英砂、小卵石、活性炭、纱布、蓬松棉、导管 实验方案： 实验探究 收集证据 方案一： 方案二： 净化20mL水用时：60 s 净化20mL水用时：30 s 回收水的体积：18 mL 回收水的体积：18 mL 浑浊度：澄清 浑浊度：澄清 颜色：无色 颜色：无色 气味：无味 气味：无味 得出结论 交流分享 方案一与方案二材料相同，但填料顺序不同，使净化速度不同 （二）探究水流速度对净水效率的影响 明确问题 探究 是否对净水效率有影响 提出假设 水流速度越快，净化效率越 设计实验 （1）制作两个相同的净水器，向一个净水器快速倒入待净化后的河水水样，向另一个净水器中用注射器缓慢加入相同体积的待净化后的河水水样 （2）分别使用观测法（或TDS笔检测法）对净化水的水质进行检测评分，判断不同水流速度的净水效果 实验探究 分别将等量不同材料装入如图装置，对100 mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。 收集证据 实验序号 净水材料 净水效果 1－1 鹅卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 1－2 沙子 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 1－3 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 （三）不同水流方式对净水效率的影响 实验序号 实验2－1 实验2－2 实验装置 河水通过活性炭层的方式 自上而下 自下而上 净水效果 实验2－2净化后的水比实验2－1的更清澈 随学随练 1．（25-26九年级上·河北沧州·期中）某小组利用蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等设计了如图所示净水器，下列说法合理的是（ ） A．a进b出比b进a出净水效果更好 B．压实填充物可以加快净水速率 C．该装置中的填充物顺序可以任意颠倒 D．活性炭可除去水中可溶性杂质 2．（25-26九年级上·福建泉州·期末）被誉为“福文化之都”的福州，既有千年闽越底蕴，又展现代发展活力。 （1）“数字科创名城”激活闽江动能 夏季穿福州智造的智能纤维衣物，出汗后透气性变好、吸湿排汗，说明汗水使纤维孔隙_____(填“变大”“不变”或“变小”)。 （2）“生态宜居名城”绘就闽江新景 闽江中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。 ①可以通过_____(填操作名称)去除泥沙等难溶性杂质。 ②图1为活性炭吸附后的微观图示，活性炭具有疏松多孔的结构，具有_____性。 ③将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图2所示装置进行水的净化。其中装置制作较合理的是_____(填“A”或“B”)。 ④为保护闽江水质，下列做法合理的是_____(填字母)。 A．向江中倾倒垃圾      B．工业废水处理达标后排放      C．大量使用化肥农药 （3）“崇学向善名城”赋能闽地新篇 福州博物馆中，同学们对“粉状锈”的产生展开研究。有同学提出，导致青铜器产生“粉状锈”的因素，除了O2和H2O外，还有含氯离子的物质。为验证该观点，设计以下实验。 实验1：将青铜片置于潮湿空气环境中； 实验2，将青铜片置于_____环境中。相同时间后观察现象。 拓展 一台自制简易净水器应该具备的要求 1.可操作性：操作 ，省力; 2.净化速率：净水速率较 ，耗时 ; 3.净化效果：净水效果 ，浊度 ; 4.循环利用:方便更换填充材料; 5.便携性:轻便，体积较 。 拓展 净水‌材料选择与操作易错点 1. ‌过滤材料顺序错误：小卵石应置于最 层，细沙在 层，若顺序颠倒会导致大颗粒杂质穿透滤层，降低过滤效果；活性炭需置于石英砂之后，以充分吸附 。 2. 操作不规范：‌过滤未遵循“一贴二低三靠”原则： 、 、 等均会导致过滤失败。 拓展 可供参考的简易净水器装置 解题贴士 混合物分离的一般思路与方法 混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异，选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有：分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路，过滤是其中常用的分离方法。 活学活用 1．（24-25九年级上·广东广州·期中）生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用，可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是（ ） A．生命吸管的双层纺织网可以除去颜色和异味 B．经过生命吸管净化后的水属于纯净物 C．生命吸管可以把海水变为淡水 D．生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化 2．（2025·河北石家庄·一模）某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的部分钙、镁离子和铅离子、汞离子等有害金属离子。下图是该便携式户外净水器的结构示意图，下列有关分析正确的是（ ） A．将出水口和入水口位置互换后，净水效果更好 B．该装置利用活性炭进行杀菌消毒 C．净化后，水中铅离子、汞离子含量升高 D．高精度陶瓷滤芯可除去大部分不溶性杂质 题型 净水的方法 ▌例1 （2026·河南商丘·模拟预测）城市污水的处理有助于促进社会可持续发展。下列有关污水处理过程分析不正确的是（ ） A．格栅的作用是过滤 B．②中砂的密度比水大而沉降到底部 C．⑤中可以消毒杀菌 D．中水与蒸馏水成分相同 解题贴士 1.过滤池底部铺有干净细沙，主要起到过滤作用，其主要目的是除去难溶性杂质； 2.活性炭吸附池，可除去水中色素和异味。 3.清水池里的水不是（填“是”或“不是”）纯水，若要制得纯水，可采用的净化方法是蒸馏。 ▌对点练1-1 （25-26九年级下·四川成都·开学考试）如图为某同学设计的自制简易净水装置。下列说法正确的是（ ） A．水流方向为a端进b端出 B．活性炭可以杀菌消毒 C．鹅卵石和石英砂可过滤所有杂质 D．经过该净水装置后可得到蒸馏水 ▌对点练1-2 （2025·陕西咸阳·模拟预测）《生活饮用水卫生标准》中规定水质必须在感官性状和一般化学指标、毒理学指标等方面均达标方可成为生活饮用水。 （1）小张在一节实践活动课中参观了自来水厂，观察到工作人员向沉淀池中加入明矾，该操作的目的是___________。 （2）小张回到家后，查阅资料并观察了为户外应急准备的“生命吸管”(手持式便携净水器)，其中活性炭层的作用是___________。 （3）小张用去底倒置的可乐瓶作为容器自制简易净水器，现提供如图所示四种材料。为使净水效果达到最佳，a、b处应放置的材料最合理的顺序为___________(填序号)。 题型 自制净水器 ▌例2（24-25八年级上·山东烟台·期末）某学习小组开展“自制简易净水器”的跨学科实践活动，作品如图，同学们对此发表了不同看法。下列说法合理的是（ ） A．小卵石和石英砂可除去水中可溶性杂质 B．蓬松棉的作用是提高净水的速率 C．该净水过程利用了过滤、吸附、蒸馏等方法 D．该净水装置不能永久使用，需要定期更换净化材料 解题贴士 ▌对点练2-1（24-25九年级下·河北张家口·阶段检测）同学们设计如图所示“简易净水器”(每层用纱布隔开)，探究结果表明乙的净水效果更好，下列分析合理的是（ ） A．小砾石能过滤所有不溶性杂质 B．活性炭只起到吸附作用 C．按杂质直径由大到小除去效果更好 D．净化后的水可直接饮用 ▌对点练2-2（2026·陕西宝鸡·一模）某化学兴趣小组开展了下列跨学科实践活动。 （1）图1是简易的净水装置。 ①吸附瓶中的活性炭能够除去水中的色素和异味，是利用了活性炭的___________性。 ②消毒试剂瓶中含有消毒剂高铁酸钾(K2FeO4)，其中铁元素的化合价为___________。 ③若将过滤瓶和吸附瓶互换位置，净水效果___________(填“相同”或“不同”)。 （2）如图2是某品牌制氧杯，图3为其内部结构示意图。使用时，先在甲杯中加入制氧剂过碳酸钠、二氧化锰和适量水，再向乙杯加入适量水，旋紧杯盖即可快速供氧。已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢。 可根据乙杯里水中___________来判断产生氧气的速率。产生的氧气能经过乙杯从出气孔m逸出是因为氧气具有___________的物理性质。 基础通关 1．（2026·江苏苏州·中考真题）用下列材料制作简易净水装置，其中主要用于吸附色素、去除异味的是（ ） A．活性炭 B．石英砂 C．小卵石 D．塑料瓶 2．（2026·四川成都·模拟预测）人类的生活和工农业生产离不开水。下图分别展示了水循环反应过程及校园直饮水工艺的流程。以下说法错误的是 （ ） A．水循环过程中元素种类不变 B．校园直饮水工艺流程中砂罐作用和碳罐相同 C．图示水循环实现了化学能和电能的转化 D．紫外线灯同“臭氧”一样，起杀菌作用 3．（25-26八年级上·全国·期中）项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样（如图所示）。下列对水样处理过程分析不正确的是（ ） A．该过程中活性炭起吸附作用 B．该过程能将水样转化为纯净水 C．该过程能除去水样中的难溶性杂质 D．该过程中小卵石和石英砂起过滤作用 4．（25-26九年级上·江苏淮安·期末）某同学自制净水器如图1，并利用图2水质检测仪检测净化后水质。下列说法不正确的是（ ） A．活性炭可吸附水中的色素和异味 B．小卵石和石英砂互换位置通常会影响净水速率 C．该自制净水器可将硬水软化 D．若检测仪所测数值为1050，该水样不适宜直接饮用 5．（25-26九年级上·安徽亳州·阶段检测）下列实验设计能达到实验目的的是（ ） A．验证分子运动速率与温度有关 B．检查该装置的气密性 C．降低水的硬度 D．探究石蜡中含有氢、氧元素 6．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）某兴趣小组设计了图1的简易净水装置(吸附瓶中装有活性炭)和图2的简易供氧器。下列有关说法正确的是（ ） A．图1吸附瓶中活性炭的作用是吸附水中的色素和异味 B．图1中过滤瓶和吸附瓶互换位置，净水效果相同 C．图2中试剂可以是高锰酸钾 D．图2中通过洗气室中的水可观察输出氧气的质量 7．（2025·广东广州·二模）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．石英砂能除去部分不溶性杂质 B．活性炭能吸附色素和异味 C．烧杯中的水为软水 D．离子交换树脂能杀菌消毒 8．（2025·广东广州·一模）某直饮水机的净水过程如图1，超滤膜的工作原理如图2。下列说法不正确的是（ ） A．活性炭能够吸附色素和异味 B．超滤膜的工作原理与过滤类似 C．紫外线灯管照射能够杀菌消毒 D．最后得到的直饮水是纯净物 9．（24-25九年级上·河南南阳·期末）某同学利用如下装置对河水进行净化，下列说法正确的是（ ） A．甲装置位置b放的是活性炭，位置c放的是石英砂 B．甲装置可以除去河水中的所有杂质 C．乙装置所得的水可以直接饮用 D．乙装置中烧杯内水的作用是密封 素养提升 10．（2026·吉林长春·一模）“沉淀”“过滤”“吸附”是化学实验中分离混合物的常用方法。如图是某同学制作的简易净水器，用来净化伊通河水样。回答下列问题： （1）利用小卵石、石英砂除去水样中的不溶性杂质的过程相当于上述方法中的________。 （2）用该装置净化后的伊通河水是________（填“纯净物”或“混合物”）。 （3）生活中可以通过________使硬水变成软水。 （4）利用自制净水器净水的整个过程发生了________变化（填“物理”或“化学”）。 11．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图为某海水净化系统工艺流程图。 （1）“砂滤”为石英砂过滤器，用于滤除水中的______。 （2）“碳滤”为活性炭过滤器，除起过滤作用外，还具有的作用是______。 （3）“软化器”可以降低海水的硬度。我国有关水的硬度的标准如表。取少量“软化器”流出的水，用便携式水硬度检测仪测得其硬度为311.2mg/L，说明“软化器”流出的水属于______。实验室一般采用______的方法降低水的硬度。 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 （4）“反渗透装置”能脱盐，脱盐率可达到98%。“反渗透装置”流出的水属于______(填“混合物”或“纯净物”)。 12．水是生命之源。请回答下列问题。 （1）向水中加入混凝剂，是为了除去______(填“可溶性”或“不溶性”)杂质。 （2）某同学用如甲图所示的装置进行过滤。图甲中还缺少的一种仪器是______，多次过滤滤液仍然浑浊的原因可能是______(写出两条)，生活中为降低水的硬度，可采取的方法是______。 （3）另一同学自制简易净水器如图乙，其中活性炭的主要作用是______。小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是______。 （4）自来水厂常用二氧化氯进行投药消毒，此过程发生______(填“物理”或“化学”)变化。 （5）如图丙所示，“生命吸管”是一种户外净水装置，下列说法错误的是______(填字母)。 A．超滤膜可以过滤部分颗粒杂质，降低浑浊度 B．抗菌颗粒去除细菌，是物理变化 C．椰壳活性炭消除异味，是利用了它的吸附性 D．通过“生命吸管”可以得到蒸馏水 迁移创新 13．（24-25九年级上·湖北黄石·阶段检测）有了水，才有地球上的万物生灵，有了水，才有了人类的灿烂文明!某兴趣小组对长江水的净化开展相关探究实验。 （1）该兴趣小组的同学将矿泉水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是_____（选“A”或“B”）。 （2）实验室的净水方法：用图1所示装置进行操作时，能除去难溶性杂质，该操作中玻璃棒的作用是_____。 （3）图2为净化天然水的蒸馏装置，可利用各成分沸点不同分离物质。蒸馏后在右侧试管中得到的物质为_____（填“纯净物”或“混合物”）。 （4）膜法也是常用的净水方法。如图3利用膜法净化水的主要过程示意图：膜法净水的原理与______（填“图1”或“图2”）类似。 总结：混合物分离的一般思路和方法是：分析混合物成分，寻找成分性质差异，找到分离方法。 14．（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）化学兴趣小组以“认识水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 （1）如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20℃和50℃，则温度为20℃的水为_________（填序号）。 【任务二】探究水的电解 （2）兴趣小组自制如图所示装置完成探究水的组成 步骤一：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500 mL 1%的氢氧化钠溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50 mL的注射器3连接好。（铜可以和氧气反应生成氧化铜） 步骤二：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1；取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。 步骤三：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，大约2 min后可观察到注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为_________，电源正极_________（填实验现象），关闭电源。 步骤四：取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，产生的现象是_________。 【任务三】水的净化 （3）将一瓶浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。 操作①的名称是_________，在实验室进行操作①需要用到玻璃棒的作用是_________；在操作②中为了除去水中部分可溶性杂质，除去异味，可以加入活性炭，它的作用是_________。 15．（25-26九年级上·辽宁铁岭·期末）化学兴趣小组同学在过滤操作和制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。 【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生较快沉降，从而达到净水目的。 Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。 【进行实验】实验1：图1是过滤操作示意图 （1）过滤过程中，玻璃棒的作用是________，如果过滤后的液体仍然浑浊，原因可能是________。 实验2：图2为某款简易净水器 （2）为了得到更好的净水效果，入水口在下，出水口在上，这样做的优点是________。 实验3：利用（图3）装置进行四次实验，分别对100mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。 ①注射器针筒内装10cm的小卵石 ②注射器针筒内装10cm的石英砂 ③注射器针筒内装10cm的活性炭 ④注射器针筒内装2cm小卵石、4cm石英砂、4cm活性炭（如图3） 实验记录如下： 实验序号 净水材料 净水效果 ① 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 ② 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 ③ 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 ④ 小卵石、石英砂、活性炭 净化速度很慢，水样非常澄清，一段时间后，出现无色 （3）实验3的目的是________。 （4）实验3中，活性炭的作用是________。 实验4：探究用明矾净水时影响净化效果（浊度）的因素。取水样，向其中加入明矾，搅拌，用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如下： 实验序号 水样的体积/mL 加明矾的质量/g 静置时间/min 浊度/% ① 200 0 20 87 ② 200 0.3 20 16 ③ 200 0.4 10 31 ④ 200 0.4 20 14 （5）从实验4记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是________和________。 （6）实验4主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。 a.对比①和②，可以得出的结论是________，或对比________（填实验序号）也可以获得相同的结论。 b.对比③和④，可以获得的结论是________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 空气与水资源 跨学科实践活动2 自制净水器 课标要点 1.进一步巩固水净化的原理和方法； 2.学会设计和制作简单的净水器； 3.综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养创新意识及敢于质疑、严谨求实的科学态度。 学习重难点 重点： 利用水净化的原理和方法设计和制作简单的净水器 难点： 制作简易净水器的建构模型，制作作品。 活动任务 自制净水器并交流互评 1.巩固水净化的原理和方法 净水方法 作用 变化类型 净水程度 沉降 除去颗粒较大的不溶性杂质 物理变化 _______________________________ 过滤 除去颗粒较小的不溶性杂质 吸附 除去有颜色或有气味的杂质 蒸馏 除去可溶性杂质，得到蒸馏水（纯净物） 2.净水器设计时应考虑的问题 （1）净水器的净水材料及其作用 沉淀:可用明矾使悬浮颗粒发生凝聚而沉降; 过滤：滤纸、石子、纱布、棉花等； 吸附：常用活性炭、木炭等吸附水中色素、异味等。 （2）填充顺序：遵循过滤杂质由大到小顺序摆放 （3）水流方式： 依靠重力：由上往下倒入； 依靠压力：由下往上挤入、推入 （4） 外壳材质：塑料材质、玻璃材质、木材等 注意事项: 1.按照净化程度从低到高的顺序使用净水方法； 2.按照从大到小的顺序依次去除水中的杂质； 3.根据杂质种类选择相应的净水方法和材料。 3.设计并制作一款简易的净水器 利用生活中的材料：矿泉水瓶、纱布、鹅卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等自制净水器，分组展示净水器。 物品 石英砂 小卵石 纱布 活性炭 废弃塑料瓶 …… 单价(元/kg) 2.5 7 3元/卷 50 0.1元/个 …… 数量 100g 80g 2卷 200g 2个 （1）画出简易净水器的简图，分析各种材料的作用，并检验净化效果。 （2）净化效果的分析与评价:从净水装置的原理、选用材料、成本、使用效果等方面，对各小组制作的净水器进行评价，把评价结果填入下表中。 序号 评价维度 净水原理 选用材料 成本/单价(元/kg) 使用效果 1 过滤大颗粒 小卵石 7 净化速度快，水样浑浊，仍有颜色 2 过滤小颗粒 石英砂 2.5 净化速度较慢，水样较澄清，仍有颜色 3 吸附色素或异味 活性炭 50 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后变为无色 4 作支撑或隔离物 纱布 3元/卷 5 作容器 塑料瓶 1元/个 说明 制作步骤：在塑料瓶口塞上带塑料管的橡皮塞，从下到上依次放入蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石，各层物质间用纱布隔开。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东茂名·期末）实践活动小组利用自制的简易净水器处理东江水样，下列叙述正确的是（ ） A．活性炭可以除去水中的色素和异味 B．可以将东江水变成蒸馏水 C．能起到杀菌消毒的作用 D．可以降低东江水的硬度 【答案】A 【解析】A、该净水器活性炭能除去水中不溶性杂质、色素和异味，故A正确， B、净化后的水中含有可溶性杂质，不是蒸馏水，故B错误； C、该净水器只是除去不溶性杂质、色素和异味，没法杀菌消毒，故C错误； D、净水器不能除去水中的可溶性钙、镁矿物质，不能将硬水软化，故D错误； 故选A。 2．（25-26八年级上·山东淄博·期中）如图是小芳同学在跨学科实践活动中“自制简易净水器”的装置图。下列说法错误的是（ ） A．小卵石和石英砂的作用与滤纸相似 B．活性炭可除去水中的色素和异味 C．紫外灯可起到消毒杀菌的作用 D．该净水装置得到的水属于纯净物 【答案】D 【解析】A、小卵石和石英砂的作用与滤纸相似，可以除去水中的难溶性杂质，该选项不符合题意； B、活性炭具有吸附性，可除去水中的色素和异味，该选项不符合题意； C、紫外线能杀菌消毒，因此紫外灯可起到消毒杀菌的作用，该选项不符合题意； D、该净水装置得到的水中仍含有可溶性杂质，因此所得水属于混合物，该选项符合题意； 故选D。 活动任务 探究净水效率的影响因素 1. 思路：从净水方法、装置结构、材料堆叠顺序、水流速度等方面探讨净水效率的影响因素，通过实验进行探究并得出结论。 2. 注意：实验过程中要控制单一变量，以排除其他因素对结果的干扰。 3. 设计实验 （一）探究材料堆叠顺序对净水效率的影响因素 明确问题 小卵石和石英砂层处于不同位置时，对净水效率的影响 提出假设 ①石英砂在上层，小石在其下层时净水效率高 ②小卵石在上层，石英砂在其下层时，净水效率高 设计实验 实验用品:20mL浑浊的天然水、可进行组装的不同规格的实验盒、石英砂、小卵石、活性炭、纱布、蓬松棉、导管 实验方案： 实验探究 收集证据 方案一： 方案二： 净化20mL水用时：60 s 净化20mL水用时：30 s 回收水的体积：18 mL 回收水的体积：18 mL 浑浊度：澄清 浑浊度：澄清 颜色：无色 颜色：无色 气味：无味 气味：无味 得出结论 交流分享 方案一与方案二材料相同，但填料顺序不同，使净化速度不同 （二）探究水流速度对净水效率的影响 明确问题 探究水流速度的快慢是否对净水效率有影响 提出假设 水流速度越快，净化效率越低 设计实验 （1）制作两个相同的净水器，向一个净水器快速倒入待净化后的河水水样，向另一个净水器中用注射器缓慢加入相同体积的待净化后的河水水样 （2）分别使用观测法（或TDS笔检测法）对净化水的水质进行检测评分，判断不同水流速度的净水效果 实验探究 分别将等量不同材料装入如图装置，对100 mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。 收集证据 实验序号 净水材料 净水效果 1－1 鹅卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 1－2 沙子 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 1－3 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 （三）不同水流方式对净水效率的影响 实验序号 实验2－1 实验2－2 实验装置 河水通过活性炭层的方式 自上而下 自下而上 净水效果 实验2－2净化后的水比实验2－1的更清澈 随学随练 1．（25-26九年级上·河北沧州·期中）某小组利用蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等设计了如图所示净水器，下列说法合理的是（ ） A．a进b出比b进a出净水效果更好 B．压实填充物可以加快净水速率 C．该装置中的填充物顺序可以任意颠倒 D．活性炭可除去水中可溶性杂质 【答案】A 【解析】A、在净水过程中，水流方向应从粗到细过滤，a进b出更合理，因为进水口a先接触大颗粒填充物，再接触细过滤材料，从而提高净水效果，故A正确； B、压实填充物会减少孔隙，减慢水流速率，会降低净水效率，故B错误； C、小卵石可以过滤掉水中较大的难溶性杂质，石英砂可以过滤掉水中较小的难溶性杂质，活性炭可以吸附水中的色素和异味，若颠倒顺序会影响净水效果，故C错误； D、活性炭除去色素和异味，不能除去水中可溶性杂质，故D错误； 故选：A。 2．（25-26九年级上·福建泉州·期末）被誉为“福文化之都”的福州，既有千年闽越底蕴，又展现代发展活力。 （1）“数字科创名城”激活闽江动能 夏季穿福州智造的智能纤维衣物，出汗后透气性变好、吸湿排汗，说明汗水使纤维孔隙_____(填“变大”“不变”或“变小”)。 （2）“生态宜居名城”绘就闽江新景 闽江中含有泥沙等不溶性杂质以及色素、异味、矿物质、微生物等。 ①可以通过_____(填操作名称)去除泥沙等难溶性杂质。 ②图1为活性炭吸附后的微观图示，活性炭具有疏松多孔的结构，具有_____性。 ③将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图2所示装置进行水的净化。其中装置制作较合理的是_____(填“A”或“B”)。 ④为保护闽江水质，下列做法合理的是_____(填字母)。 A．向江中倾倒垃圾      B．工业废水处理达标后排放      C．大量使用化肥农药 （3）“崇学向善名城”赋能闽地新篇 福州博物馆中，同学们对“粉状锈”的产生展开研究。有同学提出，导致青铜器产生“粉状锈”的因素，除了O2和H2O外，还有含氯离子的物质。为验证该观点，设计以下实验。 实验1：将青铜片置于潮湿空气环境中； 实验2，将青铜片置于_____环境中。相同时间后观察现象。 【答案】（1）变大 （2）过滤 吸附 A B （3）潮湿且含有氯离子的空气(或喷洒食盐水的空气) 【解析】（1）出汗后智能纤维衣物透气性变好，是因为汗水使纤维孔隙变大（孔隙增大，空气流通性增强）。 （2）① 去除泥沙等难溶性杂质的操作是过滤（分离固体和液体的方法）。 ② 活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性（可吸附色素、异味等）。 ③ 水的净化装置应遵循 “从上到下：小砾石→石英砂→活性炭→蓬松棉” 的顺序（先过滤大颗粒杂质，再吸附），因此装置A更合理。 ④ 保护水质的合理做法： A、向江中倾倒垃圾会污染水体，错误； B、工业废水处理达标后排放，可防止污染，正确； C、大量使用化肥农药会造成水体污染，错误。 故选B。 （3）实验目的是验证 “含氯离子的物质” 是青铜生锈的因素之一，因此实验 2 需与实验 1 形成对照（除 “含氯离子” 外，其他条件相同），应将青铜片置于潮湿且含有氯离子的环境中。 拓展 一台自制简易净水器应该具备的要求 1.可操作性：操作简单，省力; 2.净化速率：净水速率较快，耗时少; 3.净化效果：净水效果好，浊度低; 4.循环利用:方便更换填充材料; 5.便携性:轻便，体积较小。 拓展 净水‌材料选择与操作易错点 1. ‌过滤材料顺序错误：小卵石应置于最上层，细沙在下层，若顺序颠倒会导致大颗粒杂质穿透滤层，降低过滤效果；活性炭需置于石英砂之后，以充分吸附色素和异味。 2. 操作不规范：‌过滤未遵循“一贴二低三靠”原则：滤纸未紧贴漏斗、液面高于滤纸边缘、仪器未清洗等均会导致过滤失败。 拓展 可供参考的简易净水器装置 解题贴士 混合物分离的一般思路与方法 混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异，选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有：分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路，过滤是其中常用的分离方法。 活学活用 1．（24-25九年级上·广东广州·期中）生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用，可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是（ ） A．生命吸管的双层纺织网可以除去颜色和异味 B．经过生命吸管净化后的水属于纯净物 C．生命吸管可以把海水变为淡水 D．生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化 【答案】D 【解析】A、生命吸管的双层纺织网只能除去水中的不溶物，不能除去水中的颜色和异味，说法不正确，不符合题意； B、经过生命吸管净化后的水中仍含有可溶性钙、镁化合物，属于混合物，说法不正确，不符合题意； C、“生命吸管”不能除去海水中的可溶性盐，不能把海水变为淡水，说法不正确，不符合题意； D、活性炭过滤层及双层纺织网的净水过程中没有新物质生成，属于物理变化；加碘树脂净水过程中有新物质生成，属于化学变化，故生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化，说法正确，符合题意。 故选：D。 2．（2025·河北石家庄·一模）某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的部分钙、镁离子和铅离子、汞离子等有害金属离子。下图是该便携式户外净水器的结构示意图，下列有关分析正确的是（ ） A．将出水口和入水口位置互换后，净水效果更好 B．该装置利用活性炭进行杀菌消毒 C．净化后，水中铅离子、汞离子含量升高 D．高精度陶瓷滤芯可除去大部分不溶性杂质 【答案】D 【解析】A、该净水器的设计是入水先经过高精度陶瓷滤芯过滤大颗粒不溶性杂质，再经活性炭复合滤芯吸附和离子交换树脂除去有害金属离子等，若将出水口和入水口位置互换，大颗粒杂质可能会堵塞活性炭复合滤芯和离子交换树脂，使净水效果变差，所以 A 错误； B、活性炭主要作用是吸附水中的色素、异味等，不具有杀菌消毒的功能，所以 B 错误； C、该净水器能够除去水中的铅离子、汞离子等有害金属离子，净化后，水中铅离子、汞离子含量应该降低，而不是升高，所以 C 错误； D、高精度陶瓷滤芯的孔径较小，可以除去大部分不溶性杂质 ，所以 D 正确。 故选：D。 题型 净水的方法 ▌例1 （2026·河南商丘·模拟预测）城市污水的处理有助于促进社会可持续发展。下列有关污水处理过程分析不正确的是（ ） A．格栅的作用是过滤 B．②中砂的密度比水大而沉降到底部 C．⑤中可以消毒杀菌 D．中水与蒸馏水成分相同 【答案】D 【解析】A.格栅可以截留污水中大块的不溶性杂质，作用相当于过滤，描述正确。 B.砂的密度比水大，在旋流沉砂池中会因重力作用沉降到底部被分离，描述正确。 C.⑤为接触消毒池，加入的次氯酸钠具有氧化性，能够起到消毒杀菌的作用，描述正确。 D.中水是经上述步骤处理后的污水，仍含有可溶性杂质，属于混合物；蒸馏水是只含H2O的纯净物，二者成分不同，描述错误。 解题贴士 1.过滤池底部铺有干净细沙，主要起到过滤作用，其主要目的是除去难溶性杂质； 2.活性炭吸附池，可除去水中色素和异味。 3.清水池里的水不是（填“是”或“不是”）纯水，若要制得纯水，可采用的净化方法是蒸馏。 ▌对点练1-1 （25-26九年级下·四川成都·开学考试）如图为某同学设计的自制简易净水装置。下列说法正确的是（ ） A．水流方向为a端进b端出 B．活性炭可以杀菌消毒 C．鹅卵石和石英砂可过滤所有杂质 D．经过该净水装置后可得到蒸馏水 【答案】A 【解析】A、为了保证过滤效果，水流应从上方粗过滤层（鹅卵石）进入，依次经过石英砂、活性炭，最后从下方流出，即水流方向为a端进b端出，故A选项正确； B、活性炭的作用是吸附色素和异味，不具备杀菌消毒的功能，杀菌消毒需要使用消毒剂或紫外线等措施，故B选项错误； C、鹅卵石和石英砂的颗粒间隙较大，只能过滤水中较大的不溶性杂质，无法过滤所有杂质（比如微小的不溶物、可溶性物质），故C选项错误； D、该装置只能除去不溶性杂质、色素和异味，无法除去水中的可溶性钙、镁化合物等可溶性杂质，因此得到的不是蒸馏水，故D选项错误； 故选A。 ▌对点练1-2 （2025·陕西咸阳·模拟预测）《生活饮用水卫生标准》中规定水质必须在感官性状和一般化学指标、毒理学指标等方面均达标方可成为生活饮用水。 （1）小张在一节实践活动课中参观了自来水厂，观察到工作人员向沉淀池中加入明矾，该操作的目的是___________。 （2）小张回到家后，查阅资料并观察了为户外应急准备的“生命吸管”(手持式便携净水器)，其中活性炭层的作用是___________。 （3）小张用去底倒置的可乐瓶作为容器自制简易净水器，现提供如图所示四种材料。为使净水效果达到最佳，a、b处应放置的材料最合理的顺序为___________(填序号)。 【答案】（1）使水中悬浮的杂质较快沉降 （2）吸附水中的色素及异味 （3）②① 【解析】（1）明矾溶于水形成的胶状物能吸附水中悬浮的杂质，使其沉降，故该操作的目的是使水中悬浮的杂质较快沉降； （2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味； （3）由图可知，加水的位置在上方，因此为使净水效果达到最佳，应按从上到下的顺序依次用小卵石除去颗粒较大的不溶性杂质，用细沙除去颗粒较小的不溶性杂质，用活性炭吸附水中的异味及色素，用棉花滤去活性炭，故a、b处应放置的材料最合理的顺序为②①。 题型 自制净水器 ▌例2（24-25八年级上·山东烟台·期末）某学习小组开展“自制简易净水器”的跨学科实践活动，作品如图，同学们对此发表了不同看法。下列说法合理的是（ ） A．小卵石和石英砂可除去水中可溶性杂质 B．蓬松棉的作用是提高净水的速率 C．该净水过程利用了过滤、吸附、蒸馏等方法 D．该净水装置不能永久使用，需要定期更换净化材料 【答案】D 【解析】A、小卵石和石英砂可除去水中难溶性杂质，故选项说法错误； B、蓬松棉的作用是过滤和支撑作用，不能提高净水的速率，故选项说法错误； C、该装置中没有用到蒸馏，故选项说法错误； D、活性炭的吸附性是有限的，净水机中活性炭需要定期更换，故选项说法正确。 故选：D。 解题贴士 ▌对点练2-1（24-25九年级下·河北张家口·阶段检测）同学们设计如图所示“简易净水器”(每层用纱布隔开)，探究结果表明乙的净水效果更好，下列分析合理的是（ ） A．小砾石能过滤所有不溶性杂质 B．活性炭只起到吸附作用 C．按杂质直径由大到小除去效果更好 D．净化后的水可直接饮用 【答案】C 【解析】A、小砾石只能过滤较大的不溶性杂质，故A说法错误； B、该装置中的活性炭不但起到吸附作用，还能起到过滤的作用，故B说法错误； C、按杂质直径由大到小除去效果更好，故C说法正确； D、净化后的水中还含有可溶性杂质以及微生物，不能直接饮用，故D说法错误。 故选C。 ▌对点练2-2（2026·陕西宝鸡·一模）某化学兴趣小组开展了下列跨学科实践活动。 （1）图1是简易的净水装置。 ①吸附瓶中的活性炭能够除去水中的色素和异味，是利用了活性炭的___________性。 ②消毒试剂瓶中含有消毒剂高铁酸钾(K2FeO4)，其中铁元素的化合价为___________。 ③若将过滤瓶和吸附瓶互换位置，净水效果___________(填“相同”或“不同”)。 （2）如图2是某品牌制氧杯，图3为其内部结构示意图。使用时，先在甲杯中加入制氧剂过碳酸钠、二氧化锰和适量水，再向乙杯加入适量水，旋紧杯盖即可快速供氧。已知：过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢。 可根据乙杯里水中___________来判断产生氧气的速率。产生的氧气能经过乙杯从出气孔m逸出是因为氧气具有___________的物理性质。 【答案】（1）吸附 +6 不同 （2）气泡的快慢 不易溶于水 【解析】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，能够吸附水中的色素和异味，利用的是活性炭的吸附性。 在高铁酸钾（）中，钾元素显+1价，氧元素显−2价。设铁元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零的原则：，解得，即铁元素的化合价为+6。 过滤瓶的作用是除去水中的不溶性杂质，吸附瓶的作用是除去色素和异味。若互换位置，先经过吸附，再过滤，会导致活性炭吸附的杂质被过滤掉，同时未过滤的大颗粒杂质会堵塞活性炭的孔隙，降低吸附效果，因此净水效果不同。 （2）氧气不易溶于水，产生的氧气会从乙杯的水中逸出形成气泡。因此，可以根据乙杯里水中 产生气泡的速率 来判断产生氧气的速率。 产生的氧气能经过乙杯从出气孔m逸出，是因为氧气具有不易溶于水的物理性质，使其能够向上流动并从出气孔排出。 基础通关 1．（2026·江苏苏州·中考真题）用下列材料制作简易净水装置，其中主要用于吸附色素、去除异味的是（ ） A．活性炭 B．石英砂 C．小卵石 D．塑料瓶 【答案】A 【解析】A.活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附水中的色素、异味，符合题意。 B.石英砂的作用是过滤，除去水中颗粒较小的难溶性杂质，无吸附功能，不符合题意。 C.小卵石的作用是过滤，除去水中颗粒较大的难溶性杂质，无吸附功能，不符合题意。 D.塑料瓶是净水装置的容器，没有吸附作用，不符合题意。 2．（2026·四川成都·模拟预测）人类的生活和工农业生产离不开水。下图分别展示了水循环反应过程及校园直饮水工艺的流程。以下说法错误的是 （ ） A．水循环过程中元素种类不变 B．校园直饮水工艺流程中砂罐作用和碳罐相同 C．图示水循环实现了化学能和电能的转化 D．紫外线灯同“臭氧”一样，起杀菌作用 【答案】B 【解析】A、水循环过程涉及化学反应（水的分解与合成），根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，不符合题意； B、砂罐的作用是过滤（除去水中的不溶性杂质）；碳罐的作用是吸附（利用活性炭的吸附性，除去色素、异味等）。二者作用不同，符合题意； C、从水循环反应示意图看，水在催化剂和光作用下分解生成氢气和氧气，将光能转化为化学能；氢气和氧气通过电池反应又生成水并产生能量，实现了化学能和电能的转化，不符合题意； D、由校园直饮工艺流程图可知，臭氧杀菌，紫外线灯也起到杀菌作用，不符合题意； 故选B。 3．（25-26八年级上·全国·期中）项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样（如图所示）。下列对水样处理过程分析不正确的是（ ） A．该过程中活性炭起吸附作用 B．该过程能将水样转化为纯净水 C．该过程能除去水样中的难溶性杂质 D．该过程中小卵石和石英砂起过滤作用 【答案】B 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的色素和异味，说法正确； B、简易净水器只能通过过滤和吸附除去水中的难溶性杂质、色素和异味，无法除去水中的可溶性杂质，处理后的水仍不是纯净水，说法错误； C、小卵石、石英砂、蓬松棉等可以起到过滤作用，阻挡难溶性杂质通过，说法正确； D、小卵石和石英砂可以层层过滤，将水中较大的难溶性颗粒截留下来，说法正确； 故选：B。 4．（25-26九年级上·江苏淮安·期末）某同学自制净水器如图1，并利用图2水质检测仪检测净化后水质。下列说法不正确的是（ ） A．活性炭可吸附水中的色素和异味 B．小卵石和石英砂互换位置通常会影响净水速率 C．该自制净水器可将硬水软化 D．若检测仪所测数值为1050，该水样不适宜直接饮用 【答案】C 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，可吸附水中的色素和异味，不符合题意； B、小卵石颗粒较大，石英砂颗粒较小。若互换位置，会导致孔隙变小，水流速度变慢，从而影响净水速率，不符合题意； C、该自制净水器主要通过过滤和吸附去除水中的不溶性杂质、色素和异味，但不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，因此无法将硬水软化，符合题意； D、根据图 2 的水质标准，当检测仪数值为 1050 时，属于 “1000 以上” 的区间，标注为 “不适合饮用”，因此该水样不适宜直接饮用，不符合题意； 故选C。 5．（25-26九年级上·安徽亳州·阶段检测）下列实验设计能达到实验目的的是（ ） A．验证分子运动速率与温度有关 B．检查该装置的气密性 C．降低水的硬度 D．探究石蜡中含有氢、氧元素 【答案】A 【解析】A、实验中，两个装置的变量是温度（热水 vs 常温），浓氨水的分子运动使酚酞溶液变红，热水中酚酞变红更快，能体现温度越高分子运动速率越快，能达到实验目的。 B、该装置中长颈漏斗与外界连通，用手紧握反应容器时，气体从长颈漏斗逸出，无法通过烧杯中是否冒泡判断气密性，不能达到实验目的。 C、图示装置是简易净水器，只能除去水中的难溶性杂质、色素和异味，不能除去可溶性钙、镁化合物，无法降低水的硬度，不能达到实验目的。 D、干冷烧杯内壁出现水雾，说明石蜡燃烧生成水，水是由氢元素和氧元素组成的，可证明石蜡含氢元素，但氧元素可能来自氧气，无法证明石蜡中含氧元素，不能达到实验目的。 6．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）某兴趣小组设计了图1的简易净水装置(吸附瓶中装有活性炭)和图2的简易供氧器。下列有关说法正确的是（ ） A．图1吸附瓶中活性炭的作用是吸附水中的色素和异味 B．图1中过滤瓶和吸附瓶互换位置，净水效果相同 C．图2中试剂可以是高锰酸钾 D．图2中通过洗气室中的水可观察输出氧气的质量 【答案】A 【解析】A、活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味。此选项正确。 B、图1中过滤瓶的作用是除去水中不溶性杂质，吸附瓶的作用是除去水中的色素和异味。二者互换位置，会造成吸附瓶中的活性炭颗粒的缝隙被不溶性杂质堵塞，净水效果降低。此选项错误。 C、高锰酸钾制取氧气需要在加热的条件下进行，图2中的试剂不是高锰酸钾。此选项错误。 D、通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率，而不能观察到氧气的质量。此选项错误。 故选A。 7．（2025·广东广州·二模）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．石英砂能除去部分不溶性杂质 B．活性炭能吸附色素和异味 C．烧杯中的水为软水 D．离子交换树脂能杀菌消毒 【答案】D 【解析】A、石英砂间存在空隙，起过滤作用，能除去水中的不溶性杂质，故选项说法正确； B、活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，故选项说法正确； C、通过离子交换树脂能除去水中的钙镁化合物，能降低水的硬度，故选项说法正确； D、离子交换树脂能除去水中的钙镁化合物，能降低水的硬度，不能杀菌消毒，故选项说法错误。 故选D。 8．（2025·广东广州·一模）某直饮水机的净水过程如图1，超滤膜的工作原理如图2。下列说法不正确的是（ ） A．活性炭能够吸附色素和异味 B．超滤膜的工作原理与过滤类似 C．紫外线灯管照射能够杀菌消毒 D．最后得到的直饮水是纯净物 【答案】D 【解析】A、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，说法正确，不符合题意； B、超滤膜的工作原理与过滤类似，能除去水中的不溶性杂质，说法正确，不符合题意； C、紫外线灯管照射能够杀菌消毒，说法正确，不符合题意； D、最后得到的直饮水中仍含有可溶性杂质，属于混合物，说法错误，符合题意。 故选D。 9．（24-25九年级上·河南南阳·期末）某同学利用如下装置对河水进行净化，下列说法正确的是（ ） A．甲装置位置b放的是活性炭，位置c放的是石英砂 B．甲装置可以除去河水中的所有杂质 C．乙装置所得的水可以直接饮用 D．乙装置中烧杯内水的作用是密封 【答案】C 【解析】A、石英砂是用来过滤较小颗粒的不溶物，活性炭主要用于吸附色素和异味，甲装置位置b放的是石英砂，位置c放的是活性炭，二者若颠倒活性炭容易堵塞，该选项说法错误； B、甲装置只能除去不溶性杂质和色素、异味，不能除去可溶性的钙镁化合物，因此不能得到软水，该选项说法错误； C、蒸馏可以除去水中的所有杂质，因此，图乙经过蒸馏后的水是纯净水，该选项说法正确; D、图乙中烧杯内水的作用是增强水蒸气的冷凝效果，该选项说法错误。 故选C。 素养提升 10．（2026·吉林长春·一模）“沉淀”“过滤”“吸附”是化学实验中分离混合物的常用方法。如图是某同学制作的简易净水器，用来净化伊通河水样。回答下列问题： （1）利用小卵石、石英砂除去水样中的不溶性杂质的过程相当于上述方法中的________。 （2）用该装置净化后的伊通河水是________（填“纯净物”或“混合物”）。 （3）生活中可以通过________使硬水变成软水。 （4）利用自制净水器净水的整个过程发生了________变化（填“物理”或“化学”）。 【答案】（1）过滤 （2）混合物 （3）煮沸 （4）物理 【解析】（1）小卵石、石英砂可将水样中的不溶性固体杂质与水分离，该过程对应分离方法中的过滤。 （2）该装置仅能除去水中的不溶性杂质、色素和异味，水中仍残留可溶性杂质，因此净化后的水属于混合物。 （3）生活中通过煮沸，可将硬水中的可溶性钙、镁化合物转化为沉淀析出，降低水的硬度，实现硬水软化。 （4）净水过程中的过滤、吸附操作都没有新物质生成，因此属于物理变化。 11．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图为某海水净化系统工艺流程图。 （1）“砂滤”为石英砂过滤器，用于滤除水中的______。 （2）“碳滤”为活性炭过滤器，除起过滤作用外，还具有的作用是______。 （3）“软化器”可以降低海水的硬度。我国有关水的硬度的标准如表。取少量“软化器”流出的水，用便携式水硬度检测仪测得其硬度为311.2mg/L，说明“软化器”流出的水属于______。实验室一般采用______的方法降低水的硬度。 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 （4）“反渗透装置”能脱盐，脱盐率可达到98%。“反渗透装置”流出的水属于______(填“混合物”或“纯净物”)。 【答案】（1）难溶性固体杂质 （2）吸附 （3）硬水 蒸馏 （4）混合物 【解析】（1）石英砂过滤器主要除去水中的难溶性固体杂质；故填：难溶性固体杂质。 （2）活性炭具有吸附性，起到吸附作用，故填：吸附。 （3）用便携式水硬度检测仪测得其硬度为311.2mg/L，由表格可知，属于硬水，实验室一般采用蒸馏的方法降低水的硬度，故填：硬水；蒸馏。 （4）“反渗透装置”能脱盐，脱盐率可达到98%，“反渗透装置”流出的水中还含有其他杂质，属于混合物，故填：混合物。 12．水是生命之源。请回答下列问题。 （1）向水中加入混凝剂，是为了除去______(填“可溶性”或“不溶性”)杂质。 （2）某同学用如甲图所示的装置进行过滤。图甲中还缺少的一种仪器是______，多次过滤滤液仍然浑浊的原因可能是______(写出两条)，生活中为降低水的硬度，可采取的方法是______。 （3）另一同学自制简易净水器如图乙，其中活性炭的主要作用是______。小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是______。 （4）自来水厂常用二氧化氯进行投药消毒，此过程发生______(填“物理”或“化学”)变化。 （5）如图丙所示，“生命吸管”是一种户外净水装置，下列说法错误的是______(填字母)。 A．超滤膜可以过滤部分颗粒杂质，降低浑浊度 B．抗菌颗粒去除细菌，是物理变化 C．椰壳活性炭消除异味，是利用了它的吸附性 D．通过“生命吸管”可以得到蒸馏水 【答案】（1）不溶性 （2）玻璃棒 滤纸破损、漏斗内液面高于滤纸边缘 煮沸 （3）吸附水中色素和异味 过滤 （4）化学 （5）BD 【分析】本题主要考查水的净化相关知识，包括混凝剂的作用、过滤操作、活性炭的性质、消毒过程中的变化以及对净水装置的理解，通过对各知识点的运用来解答问题。 【解析】（1）混凝剂能加速悬浮物质的沉降，而悬浮物质属于不可溶性杂质，所以向水中加入混凝剂是为了除去不可溶性杂质。 （2）过滤时需用玻璃棒引流，图甲缺少玻璃棒；滤液浑浊可能是滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不干净等；硬水中钙、镁化合物在高温下会转化为沉淀，所以生活中用煮沸降低水的硬度。 （3）活性炭疏松多孔，有吸附性，可吸附水中色素和异味；小卵石、石英砂和蓬松棉能除去水中难溶性杂质，起过滤作用。 （4）二氧化氯消毒使细菌病毒体内的蛋白质变性，有新物质生成，所以发生的是化学变化。 （5）A、超滤膜可过滤部分颗粒杂质，降低浑浊度，该选项不符合题意； B、抗菌颗粒能除去细菌，杀菌消毒是化学变化，该选项符合题意； C、椰壳活性炭疏松多孔，有吸附性，能除去颜色和异味，该选项不符合题意。 D、“生命吸管”只能除去难溶性杂质、颜色和异味等，水中仍含可溶性杂质，不能得到蒸馏水，该选项符合题意； 故选BD。 迁移创新 13．（24-25九年级上·湖北黄石·阶段检测）有了水，才有地球上的万物生灵，有了水，才有了人类的灿烂文明!某兴趣小组对长江水的净化开展相关探究实验。 （1）该兴趣小组的同学将矿泉水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是_____（选“A”或“B”）。 （2）实验室的净水方法：用图1所示装置进行操作时，能除去难溶性杂质，该操作中玻璃棒的作用是_____。 （3）图2为净化天然水的蒸馏装置，可利用各成分沸点不同分离物质。蒸馏后在右侧试管中得到的物质为_____（填“纯净物”或“混合物”）。 （4）膜法也是常用的净水方法。如图3利用膜法净化水的主要过程示意图：膜法净水的原理与______（填“图1”或“图2”）类似。 总结：混合物分离的一般思路和方法是：分析混合物成分，寻找成分性质差异，找到分离方法。 【答案】（1）A （2）引流 （3）纯净物 （4）图1 【解析】（1）小砾石的作用是除去较大颗粒的难溶性杂质，石英砂的作用是除去较小颗粒的难溶性杂质，活性炭的作用是吸附水中的色素和异味，再通过蓬松棉，故第一层应先放置小砾石，第二层放置石英砂，第三层放置活性炭，故装置制作较合理的是A； （2）据图1可知，该操作是过滤，过滤时，玻璃棒的作用是：引流； （3）蒸馏后在右侧试管中得到的物质为蒸馏水，由水一种物质组成，属于纯净物； （4）膜法净水的原理与图1，即过滤相似，均是将不同颗粒大小的物质分离，故其原理是利用颗粒大小不同。 14．（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）化学兴趣小组以“认识水”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识水的蒸发 （1）如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图，已知两杯水的水温分别是20℃和50℃，则温度为20℃的水为_________（填序号）。 【任务二】探究水的电解 （2）兴趣小组自制如图所示装置完成探究水的组成 步骤一：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500 mL 1%的氢氧化钠溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50 mL的注射器3连接好。（铜可以和氧气反应生成氧化铜） 步骤二：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1；取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。 步骤三：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，大约2 min后可观察到注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为_________，电源正极_________（填实验现象），关闭电源。 步骤四：取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，产生的现象是_________。 【任务三】水的净化 （3）将一瓶浑浊的河水，模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。 操作①的名称是_________，在实验室进行操作①需要用到玻璃棒的作用是_________；在操作②中为了除去水中部分可溶性杂质，除去异味，可以加入活性炭，它的作用是_________。 【答案】（1）A （2）1:2 注射器 1 内的电极表面变黑 气体燃烧，产生淡蓝色火焰 （3）过滤 引流 吸附水中异味、颜色 【解析】（1）分子之间有间隔，温度越高，分子之间的间隔越大，由图示可知，A中水分子的间隔较小，水的温度较低，故温度为20℃的水为A。 （2）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为1:2。注射器1与电源正极相连，收集氧气；注射器2与负极相连，收集氢气，因此体积比约为1:2。电源正极产生氧气，铜电极与氧气反应生成氧化铜，可观察到注射器1内的电极表面变黑。注射器2收集的是氢气，点燃时，氢气燃烧，产生淡蓝色火焰，若在火焰上方罩干冷烧杯，烧杯内壁会出现水雾。 （3）操作①是将固体和液体分离，名称为过滤。过滤操作中，玻璃棒的作用是引流，防止液体洒出或冲破滤纸。活性炭表面具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味。 15．（25-26九年级上·辽宁铁岭·期末）化学兴趣小组同学在过滤操作和制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。 【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生较快沉降，从而达到净水目的。 Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。 【进行实验】实验1：图1是过滤操作示意图 （1）过滤过程中，玻璃棒的作用是________，如果过滤后的液体仍然浑浊，原因可能是________。 实验2：图2为某款简易净水器 （2）为了得到更好的净水效果，入水口在下，出水口在上，这样做的优点是________。 实验3：利用（图3）装置进行四次实验，分别对100mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。 ①注射器针筒内装10cm的小卵石 ②注射器针筒内装10cm的石英砂 ③注射器针筒内装10cm的活性炭 ④注射器针筒内装2cm小卵石、4cm石英砂、4cm活性炭（如图3） 实验记录如下： 实验序号 净水材料 净水效果 ① 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 ② 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 ③ 活性炭 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 ④ 小卵石、石英砂、活性炭 净化速度很慢，水样非常澄清，一段时间后，出现无色 （3）实验3的目的是________。 （4）实验3中，活性炭的作用是________。 实验4：探究用明矾净水时影响净化效果（浊度）的因素。取水样，向其中加入明矾，搅拌，用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如下： 实验序号 水样的体积/mL 加明矾的质量/g 静置时间/min 浊度/% ① 200 0 20 87 ② 200 0.3 20 16 ③ 200 0.4 10 31 ④ 200 0.4 20 14 （5）从实验4记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是________和________。 （6）实验4主要采用了对照实验，分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。 a.对比①和②，可以得出的结论是________，或对比________（填实验序号）也可以获得相同的结论。 b.对比③和④，可以获得的结论是________。 【答案】（1）引流 滤纸破损 （2）可以使水与活性炭充分接触 （3）比较净水材料用量和河水体积相同条件下，不同净水材料的净水效果 （4）吸附 （5）加明矾的质量 静置时间 （6）其他条件相同时，加入明矾的质量大净水效果好 ②和④ 其他条件相同时，静置时间长净水效果好 【解析】（1）过滤过程中，玻璃棒的作用是引流；如果过滤后的液体仍然浑浊，原因可能是滤纸破损； （2）为了得到更好的净水效果，入水口在下，出水口在上，这样做的优点是减缓水的流速，使水与净水材料充分接触，净化更彻底； （3）实验3的目的是比较净水材料用量和河水体积相同条件下，不同净水材料的净水效果； （4）活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，故实验3中，活性炭的作用是吸附； （5）从实验4记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是加明矾的质量和静置时间； （6）a、对比①和②加明矾的质量不同，静置时间相同，加入明矾的质量大的浊度小，故可以得出的结论是其他条件相同时，加入明矾的质量大净水效果好，对比②和④也可以获得相同的结论； b、对比③和④加明矾的质量相同，静置时间不同，静置时间长的浊度小，故可以得出的结论是其他条件相同时，静置时间长净水效果好。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $