跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器 （培优讲义）化学新教材人教版九年级上册

本讲义聚焦初中化学“自然界的水”单元，围绕水质检测及自制净水器实践，系统梳理水的净化过程（自来水厂流程）、分离提纯方法（过滤、沉降、吸附）、水质检测指标（硬度、浊度、微生物等）及自制净水器原理与制作，构建从理论调查到实验检测再到动手实践的学习支架。 该资料突出跨学科整合，从化学、生物、物理、地理多学科视角分析水质指标，设计可操作实验（如肥皂水法测硬度、目视比浊法测浊度），引导学生制作并优化净水器，培养科学探究与实践能力，增强饮用水安全意识与社会责任感，课中辅助实验教学，课后助力知识巩固与实际问题解决。

第四单元   自然界的水  跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器  【活动目标】 了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法。关注饮用水安全与人体健康的关系。 任务 1 调查参观 一、调查部分：标准与历史（体现“科技进步贡献”） 1. 生活饮用水卫生标准（GB 5749—2022） 这是国家为保障饮水安全设置的底线要求，达标意味着水质对人体健康无害。 指标类别 监控什么 代表项目（了解即可） 感官性状 饮水的外观和气味，影响接受度 色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物 化学指标 一般化学物质含量，过量有害 pH（6.5~8.5）、总硬度、铁、锰、氯化物 毒理指标 重金属和有毒物质，是健康威胁核心 砷、铅、汞、硝酸盐、消毒副产物 微生物指标 病菌和寄生虫，必须为“不得检出” 总大肠菌群、菌落总数 消毒剂指标 出厂水需保留一定量余氯 保证水在管网输送中持续杀菌 贡献认知：标准的建立和不断更新（从GB 5749—2006到2022版），本身就是科技进步的体现——检测精度提高，能发现更低浓度的有害物，从而及时调整限值，保护公众健康。 2. 饮用水发展历史（理解“从生存到健康”的演变） 可用时间轴串联，重点突出每次技术突破解决了什么问题： 阶段 处理方式 科技进步的贡献 古代 直接取用江河井水，或简单沉淀 无技术干预，霍乱、伤寒等水媒疾病高发 19世纪 氯气消毒的发明和应用 第一次革命性突破：有效杀灭水中病菌，大大降低传染病死亡率 20世纪 混凝→沉淀→过滤→消毒，形成常规处理工艺 系统化净水，城市供水安全得到规模化保障 20世纪末至今 活性炭深度处理、膜技术（反渗透、超滤）、臭氧氧化 应对工业污染带来的有机物、微塑料、内分泌干扰物等新型污染物 未来 智慧监测、家庭终端净水、分质供水 从“安全饮水”向“健康饮水”（保留有益矿物质）提升 总结观点：饮用水技术的演进路径是 “看得清（感官）→ 杀得死（微生物）→ 去得掉（重金属/有机物）→ 喝得好（保留矿物质）”，每一步都直接提升了人类平均寿命和生活质量。 二、参观自来水厂：生产过程 + 分离提纯原理 1. 自来水生产标准流程（按顺序记忆） 取水 → 加絮凝剂 → 沉淀 → 过滤 → 活性炭吸附 → 消毒 → 清水池 → 加压输送 各环节详解（填空/流程图常考）： 步骤 场所/操作 作用 变化类型 ①取水 取水泵站（江河/水库） 引入原水 —— ②加絮凝剂 反应池（加明矾） 使小颗粒悬浮物凝聚成大颗粒，加速沉降 物理变化 ③沉淀 沉淀池 大颗粒在重力作用下沉降到底部排出 物理变化 ④过滤 过滤池（沙石滤层） 除去不溶性杂质（泥沙、悬浮物） 物理变化 ⑤吸附 活性炭吸附池 除去色素、异味、部分有机物 物理变化 ⑥消毒 消毒池（加氯气/二氧化氯/臭氧） 杀死细菌、病毒等微生物 化学变化（杀菌是化学过程） ⑦输送 清水池 + 加压泵站 储存并加压送至用户管网 —— 特别说明：自来水厂的出水是净化水，不是纯水（仍含可溶性矿物质），也不是蒸馏水。 2. 物质分离和提纯的方法及原理（对比表） 这是你提纲中明确要求的，需清晰区分四种方法： 方法 原理 适用对象 自来水厂是否使用 过滤 利用颗粒大小不同，液体通过、固体被截留 分离不溶性固体与液体 ✅ 使用（过滤池） 沉降 利用重力，密度大的颗粒自然下沉 分离大颗粒悬浮物 ✅ 使用（沉淀池，加明矾辅助） 吸附 利用比表面积大（多孔结构），将物质吸在表面 除去色素、异味、部分有机物 ✅ 使用（活性炭吸附池） 蒸馏 利用沸点不同，加热汽化再冷凝 分离可溶性固体与液体（制纯水） ❌ 不使用（成本高、水量大，且不需要制纯水） 易错点：自来水厂净水过程包含过滤、沉降、吸附，但不包含蒸馏。 三、绘制工艺流程简图（作图要点） [水源（江河/水库）] ↓ [取水泵站] ——→（加入明矾 絮凝剂） ↓ [反应沉淀池] —— 作用：大颗粒悬浮物沉降（底部排泥） ↓ [过滤池（沙滤层）] —— 作用：除去不溶性杂质（物理变化） ↓ [活性炭吸附池] —— 作用：吸附色素和异味（物理变化） ↓ [消毒池] ——→（通入氯气/二氧化氯）—— 作用：杀菌消毒（化学变化） ↓ [清水池] ↓ [加压泵站] ——→ 输送到用户 考试常见设问角度（帮你预判考点） 自来水厂净水步骤排序（选择题）——记住“取→凝→沉→滤→吸→消→送”。 判断变化类型 —— 消毒是化学变化，其余主要步骤（沉淀、过滤、吸附）是物理变化。 蒸馏为什么不用 —— 成本太高，且自来水不需要制纯水，保留部分矿物质更健康。 活性炭的作用 —— 吸附色素和异味（物理变化），不要和消毒杀菌混淆。 “贡献”类开放题 —— 可从“降低传染病死亡率”“延长人均寿命”“新型污染物检测能力提升”等角度作答。 任务 2 水质检测 一、确定检测指标（跨学科综合分析） 在动手检测之前，需要先回答一个核心问题：“面对一份水样，我应该测什么？” 这需要从多学科角度综合考虑。 1. 跨学科视角分析（确定指标的思路） 学科视角 关注的问题 对应的检测指标 化学 水中溶解了什么物质？酸碱度如何？是否含有有毒物质？ pH、硬度、重金属离子（铅、汞等）、氨氮、溶解氧、化学需氧量（COD） 生物学 水中是否有病菌、寄生虫？是否会导致疾病？ 细菌总数、大肠菌群、藻类含量 物理 水的外观和物理性质如何？ 颜色、气味、浑浊度（浊度）、温度、可溶性固体总量（TDS）、电导率 地理 水源地的地质和环境特征如何？ 本地区土壤/岩石成分（如石灰岩地区水硬度较高）、周边污染源（农田、工厂、生活区） 2. 选择检测指标的决策原则 “因地制宜、关注健康、可操作性强” 因地制宜：根据水样来源判断可能的污染物。例如： ①河水/湖水 → 关注悬浮物（浊度）、微生物（可能受生活污水影响）、pH ②井水/地下水 → 关注硬度（地质因素）、重金属 ③工厂附近水体 → 关注pH、重金属、氨氮 ④学校/家庭自来水 → 关注余氯、硬度、微生物 关注健康：优先选择对人体健康影响较大的指标（如微生物、重金属）。 可操作性强：在学校实验室条件下，选择现有仪器和试剂能够检测的指标（如pH、硬度、浊度等）。 3. 常见水样类型与推荐检测指标对照 水样类型 推荐检测指标（必测） 选测指标（视情况） 河水/湖水 浊度、pH、微生物（细菌总数） 硬度、溶解氧、氨氮 井水/地下水 pH、硬度、微生物 重金属（如铁、锰）、TDS 自来水（末梢水） pH、余氯、微生物 硬度、浊度 雨水 pH（酸雨判断） TDS、重金属 池塘水（富营养化） pH、浊度、微生物、氨氮 溶解氧、磷酸盐 二、选取检测指标并设计实验（方法与技术手段） 以下选取三个最具代表性且初中阶段可操作的指标：硬度、浊度、微生物（细菌总数），以及备选指标 pH 和 TDS。 指标1：硬度 —— 化学方法 项目 内容 检测什么 水中钙、镁离子的含量（判断软水/硬水） 检测原理 肥皂水中的硬脂酸钠与钙、镁离子反应生成不溶性沉淀（浮渣）；软水中无该反应，泡沫丰富 所需材料 肥皂水（或肥皂片溶解）、试管、量筒、滴管 实验步骤 ① 取两支试管，分别加入等量（约10 mL）的蒸馏水（对照组）和待测水样； ② 向两支试管中滴加等量肥皂水（约1~2 mL）； ③ 振荡试管，观察并记录泡沫和浮渣的多少 现象与结论 ① 泡沫多、浮渣少 → 软水； ② 泡沫少、浮渣多 → 硬水； ③ 可对比不同水样的硬度差异（如河水 vs 井水） 注意事项 ① 必须控制变量：水量相同、肥皂水量相同、振荡力度相同； ② 最好设置蒸馏水对照组作为软水参照； ③ 若要定量比较，可设计“加入肥皂水滴数”的方法——滴数越少出现稳定泡沫，水越软 知识拓展：自来水厂的净化过程不能降低水的硬度。生活中降低硬度的方法为煮沸，实验室为蒸馏。 指标2：浊度 —— 物理方法 项目 内容 检测什么 水中悬浮颗粒物（泥沙、藻类、有机物碎屑等）的多少，反映水的清澈程度 检测原理 浊度越高，水中悬浮物越多，光线透过率越低（散射光越强） 简易检测法 目视比浊法 所需材料 无色透明玻璃瓶/比色管、白纸/黑色背景板、记号笔 实验步骤 ① 取待测水样于透明容器中，置于白纸上； ② 肉眼观察颜色和透明程度，描述记录； ③ 可配制不同浊度的标准浊度液（如用泥土水稀释成系列浓度）进行目视比色/比浊，与待测水样对比，估计浊度等级； ④ 也可用激光笔从侧面照射，观察水中是否有明显光路（丁达尔效应）——光路越明显，浊度越高 现象与结论 ① 水样清澈透明、无肉眼可见物 → 浊度低； ② 水样浑浊、有悬浮物、激光光路明显 → 浊度高； ③ 可对比净水器处理前后的浊度变化，评价净水效果 注意事项 ① 容器必须无色透明，避免颜色干扰判断； ② 背景保持一致（统一用白纸）； ③ 取样后应尽快检测，避免悬浮物沉降导致结果偏低； ④ 如需更精确，可借助数字化仪器（浊度计） 数字化拓展：浊度计利用光源照射水样，检测90°方向的散射光强度，数值越高浊度越大（单位NTU）。这是自来水厂的常用检测手段。 指标3：微生物（细菌总数/大肠菌群）—— 生物学方法 项目 内容 检测什么 水样中细菌等微生物的数量，判断是否受粪便等污染 检测原理 细菌在适宜培养基上繁殖，形成肉眼可见的菌落。统计菌落数可估算水样中活菌总数 所需材料 营养琼脂培养基、无菌培养皿、无菌吸管/涂布器、恒温培养箱（37℃） 实验步骤 ① 制备培养基：将营养琼脂加热熔化，倒入无菌培养皿中，冷却凝固； ② 接种：用无菌吸管吸取适量水样（如0.1 mL或1 mL），滴在培养基表面，用无菌涂布器涂匀； ③ 培养：将培养皿倒置放入37℃恒温培养箱中，培养24~48小时； ④ 计数：取出培养皿，计算菌落数。若菌落太多无法计数（>300个），记为“多不可计”，需稀释后重测 现象与结论 ① 菌落数越少，说明微生物污染越轻； ② 生活饮用水标准：总大肠菌群应不得检出，菌落总数（CFU/mL）有严格限值； ③ 对比原水与净水器出水的菌落数，可评价净水器的除菌效果 注意事项 ① 无菌操作是核心：所有接触水样的器具必须提前灭菌（高压蒸汽灭菌或酒精灯灼烧）； ② 培养皿应倒置培养（防止冷凝水滴落污染培养基表面）； ③ 操作需在超净工作台或酒精灯火焰旁进行，防止空气中杂菌污染； ④ 培养后不可随意打开培养皿，需统一灭菌处理（微生物安全）； ⑤ 若学校无条件，可简化用简易细菌检测片代替 安全提示：微生物检测涉及活菌培养，必须在教师指导下进行，培养后的废弃物需高压灭菌后才能丢弃。未经处理的水样（尤其是天然水）可能含有致病菌，操作时戴手套，避免直接接触。 三、检测指标拓展（视条件和需要选测） 指标 检测方法 原理简述 所用工具/试剂 pH（酸碱度） pH试纸/酸度计 试纸遇H⁺或OH⁻变色，与标准比色卡对比 pH试纸、标准比色卡、玻璃棒 可溶性固体总量（TDS） TDS笔（电导率法） 溶解离子越多，导电性越强，TDS值越高 TDS检测笔（数字化） 溶解氧（DO） 碘量法/溶解氧仪 反映水体自净能力和富营养化程度 溶解氧测定仪或试剂盒 氨氮（NH₃-N） 纳氏试剂比色法 水体受含氮有机物污染（如生活污水、化肥）的指标 氨氮检测试剂盒 四、实验设计总纲（设计方案框架） 设计一份完整的水质检测实验方案，应包含以下要素： 要素 内容要求 实验目的 明确要检测什么水样、检测哪些指标、要解决什么问题 水样信息 取样时间、地点、来源、水样外观描述（颜色、气味、浑浊度） 检测项目 列出选定的指标（如硬度、浊度、pH、微生物等）及选择理由 实验原理 每种指标对应的检测方法原理（简要说明） 实验器材与试剂 列出所有所需仪器和试剂（如试管、pH试纸、肥皂水、培养基等） 实验步骤 分指标写出操作步骤（要具体、可操作） 数据记录表 设计空白表格，便于现场记录数据 注意事项 安全操作、控制变量、规范操作等 五、水质检测结果记录表（模板） 检测指标 检测方法 检测结果 与标准对比（参考GB 5749—2022） 结论 颜色 肉眼观察 _______ 无色 合格/不合格 气味 扇闻法 _______ 无异臭、异味 合格/不合格 浑浊度（浊度） 目视比浊法 _______ 限值≤1 NTU 合格/不合格 pH pH试纸 _______ 6.5 ~ 8.5 合格/不合格 硬度（总硬度） 肥皂水法 泡沫____，浮渣____ 限值≤450 mg/L（以碳酸钙计） 定性判断 微生物（菌落总数） 培养基培养法 _______ CFU/mL 限值≤100 CFU/mL 合格/不合格 六、本任务高频考点速记清单 考点 正确答案 确定检测指标的思路 从化学、生物、物理、地理多学科综合判断，因地制宜 硬度的检测方法 肥皂水法：泡沫多浮渣少为软水，反之为硬水 浊度的检测方法 目视比浊法：观察透明度和激光光路（丁达尔效应） 微生物的检测方法 培养基培养法：统计菌落数（CFU/mL），需无菌操作 自来水能否降低硬度？ 不能。生活中煮沸可降低硬度（暂时硬度） 自制净水器出水能否直接饮用？ 不能，缺乏消毒杀菌环节，需煮沸 水质检测的对照实验思维 需设置蒸馏水对照（硬度检测）、原水对照（净水效果评价） 微生物检测的安全要求 无菌操作、培养后废弃物灭菌处理、不可随意打开培养皿 任务 3 动手制作 一、动手制作净水器（核心技术环节） （一）了解家用净水器净水原理（向产品学习） 家用净水器是自来水厂工艺的“微型化”和“家庭化”，其核心技术链条如下： PP棉（初过滤）→ 颗粒活性炭（吸附）→ 压缩活性炭（深度吸附）→ 超滤膜/反渗透膜（精细过滤）→ 后置活性炭（改善口感） 家用净水器滤芯 对应自来水厂工艺 作用 PP棉（聚丙烯熔喷滤芯） 过滤池 除去铁锈、泥沙、悬浮物等大颗粒杂质 颗粒活性炭 / 压缩活性炭 活性炭吸附池 吸附余氯、异味、色素、部分有机物 超滤膜（UF）/ 反渗透膜（RO） 深度处理（膜技术） 除去细菌、病毒、重金属、可溶性盐类 后置活性炭 — 进一步改善口感 知识拓展：超滤（UF）：孔径约0.01微米，可除去细菌、病毒，但保留矿物质。 反渗透（RO）：孔径约0.0001微米，几乎除去所有可溶性物质（包括矿物质），出水接近纯水，需用电加压。 家用净水器的核心原理同样是 “过滤 + 吸附” ，高端机型增加 “膜分离” 技术。 （二）选择合适物品（材料选择与功能对应） ① 外壳材料 材料 优点 缺点 矿泉水瓶/饮料瓶（PET） 易得、透明便于观察、易加工 强度较低，不宜承重 PVC管/亚克力管 坚固、可重复使用 需专门工具加工 竹筒（拓展创意） 天然环保、有特色 加工难度较大 ② 滤料选择（核心！） 参照下表根据目标污染物选择合适的滤料： 目标去除物 选择滤料 原理 注意事项 大颗粒悬浮物（泥沙、铁锈） 小石子/砾石、石英砂 过滤（颗粒拦截） 先用清水洗净，除去粉尘 中小颗粒不溶性杂质 细沙、石英砂 过滤 粒度要均匀，不宜过细 色素、异味、余氯、有机物 活性炭（颗粒状为佳） 吸附（物理变化） 核心材料，使用前冲洗至水清 支撑滤层、防止漏粉 棉花、纱布、无纺布、蓬松棉 过滤 最底层，要铺厚实均匀 ③ 辅助材料 材料 用途 明矾（硫酸铝钾） 絮凝剂，溶于原水中使悬浮物凝聚（加速沉降），在进水前加入，不装入净水器内部 小卵石/麦饭石（拓展） 可少量添加，溶出微量矿物质（模拟矿化滤芯） （三）根据物质性质和分离提纯方法设计净水器（理论指导实践） 回顾分离提纯的四种核心方法，在自制净水器中合理运用： 分离提纯方法 原理依据 在自制净水器中的体现 变化类型 沉降 密度差异 + 重力 原水加明矾后静置，大颗粒下沉（或在净水器上部设沉降区） 物理变化 过滤 颗粒大小不同 小石子→细沙→棉花，逐级截留不同粒径的悬浮物 物理变化 吸附 比表面积大（疏松多孔） 活性炭层吸附色素、异味、有机物 物理变化 蒸馏 沸点不同 自制净水器不使用（水量大、成本高） — 设计理念：自制净水器综合运用了 沉降 + 过滤 + 吸附 三种分离方法，是对自来水厂工艺的工程模拟。 （四）动手制作步骤（以“矿泉水瓶下出水式”为例） 标准制作流程： 步骤 操作 要点 ① 准备 收集材料：矿泉水瓶、剪刀、小石子、细沙、活性炭、棉花、纱布 所有滤料提前洗净（活性炭冲洗至水清） ② 切割 将矿泉水瓶从上部约1/3处剪开 上部倒置作为过滤器，下部作为集水器 ③ 打孔 在瓶盖中心钻一个小孔（直径约3~5 mm） 孔径适中，保证出水顺畅但滤料不漏 ④ 铺棉花 在瓶盖内侧垫一层厚棉花或纱布 防止滤料漏出，起支撑作用 ⑤ 装活性炭 填入颗粒活性炭，厚度约3~5 cm 铺平，核心过滤层 ⑥ 装细沙 填入细沙，厚度约2~3 cm 铺平，中小颗粒过滤层 ⑦ 装小石子 填入小石子/砾石，厚度约2~3 cm 铺平，大颗粒初过滤层 ⑧ 组合 将上部倒置放入下部集水瓶中 确保接口吻合，不侧漏 ⑨ 润洗 用清水缓慢从顶部倒入，冲洗1~2次 冲去残留粉尘，至出水清澈 ⑩ 使用 将待净化的天然水从顶部缓慢倒入 速度不宜过快，保证充分接触 二、净化效果评价与优化（技术与工程思维） （一）效果评价——从哪些维度评价净水器？ ① 净化效果维度 评价指标 评价方法 理想结果 颜色变化 肉眼对比原水与出水 由浑浊/有色变为无色透明 气味变化 扇闻法对比 由异味变为无味 浑浊度变化 目视比浊法/激光笔照射 显著降低 pH变化 pH试纸测试对比 应无明显变化（净水不改变pH） 硬度变化 肥皂水法对比 自制净水器不能降低硬度 ② 工程性能维度 评价维度 指标 判断标准 出水速度（流速） 单位时间出水量（mL/min） 适中：既不过快（接触时间短，效果差）也不过慢（使用不便） 净水效率 出水量/原水量 × 100% 越高越好（材料吸附水量损失小） 结构稳定性 各层是否移位、漏料 经多次使用后仍结构完整 可维护性 滤料是否可更换 设计是否方便清洗和更换活性炭 成本 材料总花费 越低越好，体现“变废为宝” （二）优化改进方向（考试简答高频） 发现的问题 优化方案 改进原理 出水仍有颜色/异味 ①增加活性炭层厚度 ②改用颗粒活性炭代替粉末 ③减缓注水速度（延长接触时间） 增强吸附效果 出水仍浑浊 ①增加细沙层厚度 ②在棉花层上增加一层细纱布 ③检查滤层是否有“短路”（水沿瓶壁流下） 增强过滤精度，防止漏滤 出水流速太慢 ①适当减少细沙比例（增大孔隙） ②减少滤层总厚度 ③将瓶盖孔适当扩大 减小水流阻力 出水流速太快 ①增加滤料层数 ②适当压实滤料 ③将瓶盖孔适当缩小 增加水流阻力，延长接触时间 活性炭粉末流出 ①最底层增加棉花厚度 ②使用前充分冲洗活性炭 加强拦截，预洗除粉 无法杀菌消毒（根本局限） 净化后煮沸 高温杀菌（生活中最常用） 不能降低硬度（根本局限） 净化后煮沸（或改用离子交换树脂滤芯） 加热使可溶性Ca(HCO₃)₂分解沉淀 进阶优化（拓展方向）：在出水端增加紫外灯（物理杀菌）或离子交换树脂（降低硬度），制作成“增强版”净水器。 三、展示与交流（成果表达与互评） （一）展示内容框架——“说清楚四件事” 展示板块 具体内容 ① 水质检测方法与结果 选取了哪些指标（硬度、浊度、pH、微生物等）？用了什么方法？原水检测结果是什么？ ② 净水器设计方案 设计图、材料清单、装填顺序（由上至下）、设计依据（对应哪种分离提纯原理） ③ 制作过程 制作步骤、遇到的困难及解决办法、改进历程 ④ 净水效果对比 原水与出水的对比数据（颜色、气味、浊度、pH等），净水效果的总体评价 （二）展示形式 形式 适用场景 特点 实物展示 + 口头汇报 课堂交流 直观性强，可现场演示净水过程 科技小报 / 海报 班级/校内展示 图文并茂，信息容量大 展板 科技节/社区宣传 视觉冲击力强，适合对外展示 PPT / 短视频 线上分享/报告 可记录完整过程，便于传播 （三）同学互评维度（评价量规参考） 评价维度 评分参考标准（1~5分） 科学性 滤料选择和装填顺序是否合理？原理阐述是否准确？ 创新性 材料选择是否有创意？设计是否有独特之处？ 实用性 净水效果是否明显？出水速度是否适中？操作是否方便？ 美观性 外观是否整洁？结构是否合理？ 表达清晰度 能否清晰表达设计思路和制作过程？ （四）互评交流常用话术（礼貌规范） 场景 表述示例 介绍自己作品 “我设计的净水器采用了_________层结构，从上到下依次是_________，这样设计的依据是_________。” 提出问题 “请问你的净水器出水速度如何？用了多少次后需要更换活性炭？” 提出建议 “建议你在活性炭层下面增加一层棉花，可以防止粉末漏出。” 接受建议 “谢谢你的建议，我下次改进时可以试试增加________。” 综合评价 “我认为你的净水器在_________方面做得很好，特别是在_________的设计很有创意。如果能在_________方面再改进一下就更好了。” （五）走进社区宣传（社会责任感） 宣传主题 核心内容 水资源保护 我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4；水污染的来源（工业废水、农业面源污染、生活污水）及危害 节约用水 节水小窍门（如淘米水浇花、洗菜水冲厕、及时关水龙头等） 饮水安全 自来水厂如何保障水质？家庭如何安全饮水？（净水器+煮沸是双重保障） 科技进步 从明矾沉淀到膜分离技术，饮水安全技术的进步如何守护人类健康 四、本任务高频考点速记清单 考点 正确答案 自制净水器利用的分离方法 沉降 + 过滤 + 吸附（不包含蒸馏） 各滤料装填顺序（由上至下） 小石子 → 细沙 → 活性炭 → 棉花/纱布 为什么要按此顺序（核心原因） 滤料孔隙由大到小，防止大颗粒堵塞活性炭微孔 活性炭的作用（原理） 吸附色素和异味（物理变化，利用疏松多孔结构） 自制净水器出水性质 净化水（不是纯水，不是蒸馏水） 能否直接饮用？ 不能，需煮沸消毒杀菌 能否降低硬度？ 不能，煮沸/蒸馏才能降低硬度（生活中煮沸，实验室蒸馏） 净化效果评价的维度 颜色、气味、浊度、pH、出水速度、净水效率 出水仍有异味的原因及改进 活性炭量少或接触时间短 → 增加活性炭层厚度或减缓流速 出水浑浊的原因及改进 滤层破损/短路/未充分过滤 → 增加细沙层或棉花层厚度 出水速度太慢的改进 减少细沙比例、减少层厚、适当扩大出水孔 展示交流应包含的内容 检测方法→设计方案→制作过程→净水效果→改进方向 走进社区宣传的核心价值观 保护水资源、节约用水、共建优良供水和用水环境 【展示与交流】 1.与同学交流你选取的水质检测指标，以及检测时用到的方法与技术手段。 2.展示自制净水器，与同学交流制作方法，使用说明及净水效果等，并相互评价。 3.选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板，走进社区，宣传水资源保护，共建优良的供水和用水环境。 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·河南新乡·二模）在进行“水质检测及自制净水器”的跨学科实践活动中，小组同学用如图所示的净水器净化河水。下列有关说法正确的是（ ） A．活性炭可以吸附色素及异味 B．除去蓬松棉不影响净水效果 C．该净水器可以降低水的硬度 D．经净化后的河水可直接饮用 3．（2026·山东枣庄·模拟预测）兴趣小组参观完自来水厂后，受到启发，自制了如图简易净水装置。下列说法错误的是（ ） A．水流方向为b端进a端出 B．鹅卵石和石英砂起到过滤固体杂质的作用 C．活性炭可以吸附色素和异味 D．经过该净水装置得到的水不可直接饮用 5．（25-26八年级上·山东东营·期中）在日常生活中，我们经常要对一些生活物质进行鉴别．鉴别下列各组物质所采用的方法或所加物质不完全正确的一组是（ ） 选项 鉴别的物质 鉴别方法或所加物质 A 蒸馏水和食盐水 ①萝卜条②蒸发水 B 食盐和蔗糖 ①水②品尝 C 硬水和软水 ①肥皂水②煮沸 D 黑醋和酱油 ①闻气味②尝味道 6．（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 7．（25-26九年级上·广东茂名·期末）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 8．（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 9．（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 10．（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 11．（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 12．现代：如图为某家用净水器的结构示意图，下列分析正确的是（ ） A．该净水器净水过程中主要发生化学变化 B．超滤膜允许小于其孔径的水分子通过 C．通过该净水器净化后得到的水为蒸馏水 D．将进水口和出水口位置互换，净水效果更好 13．（2025·河南漯河·三模）常用净水器中滤芯的工作原理如下图所示，其中颗粒活性炭、压缩活性炭的主要作用是（ ） A．吸附异味 B．使杂质沉降 C．杀菌消毒 D．增加矿物质 14．（24-25九年级下·重庆开州·阶段检测）如图所示是某化学兴趣小组设计的可视化净水装置，下列说法正确的是    （ ） A．将水加压水分子变小更有利于净水 B．活性炭的作用是过滤和吸附 C．可视化装置可用塑料瓶或玻璃瓶等合成材料 D．该净水装置得到的水是纯净水 15．（25-26九年级上·四川成都·期末）小组同学通过参观考察，绘制了下列自来水厂处理水的过程模拟图。下列说法错误的是（ ）    A．混凝剂是明矾，可使悬浮杂质较快沉降 B．滤水池可除去难溶性杂质和部分可溶性杂质 C．X池中可以加入活性炭，吸附色素和异味 D．氯气用于杀菌消毒，发生的是化学变化 16．（2026·重庆大渡口·二模）某便携式户外净水器结构如图，下列对该净水器的分析正确的是（ ） A．将出水口和入水口位置互换，净水效果会更好 B．该装置利用活性炭进行杀菌消毒 C．高精度陶瓷滤芯可除去大部分不溶性杂质 D．该装置能把江河水变成纯净物 17．（25-26八年级下·上海闵行·期中）水是生命之源。城市生活用水经自来水厂净化处理的过程如图。下列说法错误的是（ ） A．通过沉淀池、过滤池除去水中难溶性固体 B．自来水厂投入明矾进行消毒 C．投药消毒过程包含化学变化 D．给用户输送的自来水是混合物 18．（2026·福建泉州·一模）古人利用石块、稻草等材料制作“净水桶”，其原理与现代净水器相似。下图是古今两种净水装置的示意图，下列有关分析不正确的是（ ） A．图1净水桶按照石块在上稻草在下的顺序填充 B．图1中钟乳石为多孔结构可起到吸附作用 C．图2进水的方式具有更好的净水效果 D．经过图2装置净化过的水是纯净物 19．（25-26九年级上·山西运城·期末）市售家用净水器通常经过四级过滤，其原理如图所示，请为前三步选择合适的材料。以下选择正确的是（ ） ①反渗透（RO）膜（去除重金属离子、细菌等）； ②颗粒活性炭； ③后置活性炭（进一步改善口感）； ④PP棉（去除泥沙、铁锈等大颗粒）。 A．②①④ B．①②④ C．④①② D．④②① 1．（25-26九年级上·河北衡水·期中）化学小组在跨学科实践活动中利用废弃的矿泉水瓶进行了一系列活动。图1为某矿泉水瓶上的部分标识，图2为小组同学利用该矿泉水瓶制作的过滤器。 （1）图1中★处的符号为______。 （2）从物质类别看，偏硅酸(H2SiO3)______(填“是”或“不是”)氧化物。 （3）矿泉水中加入氯化钠可以实现防腐效果，氯化钠是由______构成的。 （4）图2所示过滤器中能除去水中色素和异味的物质是______，该装置______(填“能”或“不能”)将硬水转化为软水。 2．（25-26九年级上·安徽铜陵·期中）如图所示，某校开展以净化水为主题的科学探究比赛。图1和图2是两个化学兴趣小组采用的两种净化方法。 （1）图1中操作1的名称是______，该操作中玻璃棒的作用是______。 （2）图2实验中，小卵石和石英砂的位置不宜对调，原因是______。 （3）两组实验中净化程度最高的是______(选填“①组”或“②组”)。 （4）生活中为了降低水的硬度并杀灭水中病原生物，常采用的方法是______。 3．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）y饮用水安全与人们的健康息息相关。 （1）泰州很多学校都安装了直饮水机，其处理水的过程如图所示。 ①是自来水厂净水时使用的一种消毒剂。的名称为_________。 ②活性炭具有良好的_________性，能除去自来水中的异味。 ③滤膜允许水分子和可溶性离子通过，而大分子无法通过，该过程相当于净水中的_________操作。净化后获得的直饮水是_________（填“纯净物”、“化合物”或“混合物”）。 （2）某兴趣小组开展水质检测及自制净水器活动。 ①TDS（总溶解固体）是水质的一项重要指标，它测量的是1升水中溶解的可溶性物质的总量，单位通常是ppm。饮用水卫生标准限值为1000 ppm。已知TDS值与水质纯度的关系如表。小组同学测定某水样TDS值如图所示，则水质纯度为_________。生活中常采用_________的方法降低水的硬度。 TDS/ppm 水质纯度 0-100 高 100-300 一般 300-600 会结水垢 ②图为小组同学设计的简易净水器。从下至上，①②③区域放置下列三种物质的正确顺序是_________（填字母代号）。 a.石英砂       b.活性炭      c.小卵石 （3）保护水资源，是每个公民应尽的责任和义务。请列举生活中保护水资源的一种做法：_________。 4．（25-26九年级上·吉林·期中）合理利用水资源是保护水资源的一种方式。某兴趣小组开展了“自制净水器及水质检测”实践活动。请回答： （1）自制净水器：如图1，活性炭的作用是：___________。 （2）石英砂与活性炭的位置___________(填“能”或“不能”)交换。 （3）水质检测：TDS值是水质的一项重要指标，TDS值和水质纯度的关系如图2。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图3，则净化后的水质纯度为___________(填“较高”、“一般”、“会结水垢”)。 5．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 【参观实践】 （1）同学们在老师的带领下来到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→___________→吸附→投药消毒→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如下表： 类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水 以浓度计 【进行测量】 （2）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浓度为，说明本地区的自来水属于___________。 活动三：自制简易净水器 家中使用自来水时，最好安装净水器。于是同学们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。 【成果展示】 （3）同学们将自制的简易净水器(如下图)在学校“科技节”上进行了展示，请你帮他们补全“？”处物质的名称：___________。 6．（25-26八年级上·山东威海·期末）水是人类生产和生命活动中不可或缺的重要资源，兴趣小组同学在实验室中对某河水水样（水样中含有泥沙、可溶性矿物质和细菌等）进行净化处理。 方案一：模拟自来水厂生产过程的设计流程如图所示 （1）操作1的名称是______，应选用的装置如图所示，还缺少的一种仪器是______。 （2）利用活性炭的______性除去水样中的异味等。 （3）新型自来水消毒剂二氧化氯，其消毒杀菌能力优于氯气，消毒时不生成有害物质，也不存在用氯气消毒时的臭味。工业上通常用亚氯酸钠和氯气反应制取二氧化氯，同时还生成氯化钠，该反应的文字表达式是______，亚氯酸钠中氯元素的化合价为______。 （4）通常状况下：①二氧化氯是一种黄绿色、有刺激性气味的气体。②熔点为，沸点为。③易溶于水。④二氧化氯见光分解生成氯气和氧气。⑤二氧化氯易与碱反应。上述描述属于二氧化氯的物理性质的是______（填序号，下同），属于二氧化氯的化学性质的是______，属于二氧化氯发生的化学变化的是______。 方案二：用自制简易净水器净化河水 （5）将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成图所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是______（选填“A”或“B”），你的理由是______。 （6）简易净水器净化后的水外观澄清透明，能否直接饮用？谈谈你的看法______。 归纳总结：混合物分离的一般思路和方法是______（将序号排序）。 A．分析混合物成分    B．明确物质分离方法    C．对比物质性质差异 7．（24-25九年级上·福建福州·阶段检测）某化学小组对水质检测、水的净化进行了学习 任务一：检测水质 （1）取适量河水检测其硬度，发现其中含较多可溶性钙、镁化合物，说明该水为___________(填“软水”或“硬水”)。 任务二：自制净水器进行水的净化 【进行实验】 （2）自制简易净水器可以选择去底倒置的可乐瓶作为容器，现提供四种材料。容器中a、b处材料(材料间用纱布隔开)最合理的顺序为___________(填“①②”或“②①”)。 （3）使用说明：使用一段时间后，有关物质吸附杂质已达饱和。这时清洗后可以继续使用的是纱布、细沙和___________(填物质名称，下同)，需要更换的是棉花和___________。 【观察现象】吸管处流下无色透明的水。 【反思评价】 （4）通过该自制净水器得到的水是___________(填“混合物”或“纯净物”)，如果要饮用，生活中还需要对该水进行___________。 8．家用净水器已广泛被使用｡ （1）图甲滤芯中活性炭具有__________，可去除__________｡ （2）图乙中空超滤膜净化水的原理与________(填“过滤”或“蒸发”)类似，得到的净化水属于________(填“混合物”或“纯净物”)｡ （3）用肥皂水检验净化后的水，若出现________、证明为硬水｡ （4）净化水煮沸后可以饮用，这里煮沸的作用是__________｡ （5）图丙是某空间站水电解系统及燃料电池系统中的溶液均采用氢氧化钠溶液、下列有关说法正确的是 (多选、填字母)｡ A．该能量转化系统中的水可以循环使用 B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C．循环过程中没有发生化学反应 D．水电解系统中水经电解部分消耗后、氢氧化钠溶液浓度变大 9．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）水是生命之源，万物之基，是人类最宝贵的自然资源。 Ⅰ.探究——人类对水的组成探索不断发展： （1）电解水实验可以用如图1的装置进行，通电一段时间后，电极处产生气泡，左、右注射器针筒内收集到的气体的体积比大约为______；该反应中不变的微观粒子名称是______；电解水实验可得出的结论是_____。 Ⅱ.制水——海水淡化 （2）膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示，该膜允许通过的微粒是______(填写微粒符号)。 （3）热分离法利用蒸发分离水与非挥发性物质，此方法的原理是利用了两者的______不同。 Ⅲ.净水——污水净化 （4）天然水中含有许多杂质，利用活性炭吸附水中的颜色和异味，是因为它具有______结构；为了解决人们在野外生活和工作时的饮水问题，学习小组设计了如图3所示的两种简易净水器，其中装置制作较合理的是______(填写A或B)。 （5）处理生产废水过程中，可向其中投入明矾[化学式为KAl(SO4)2•12H2O]，该物质溶于水后生成氢氧化铝______(填化学式)胶状物，胶状物对杂质吸附能力很强。 探究影响絮凝剂净水效果的因素 【进行实验】取一定量浑浊泥水样品分别加入5%的明矾、硫酸铁溶液各100g进行实验，浊度去除率与絮凝剂的浓度、净水时间、絮凝剂浓度的关系如图所示。 【实验结论】 （6）如图所示，两种絮凝剂浓度均为78mg/L时，浊度去除率最好的絮凝剂是______，浊度去除率随两种絮凝剂浓度的增加而呈现______的趋势。 10．（24-25九年级上·辽宁丹东·期末）某化学实践小组的同学们在学习了水的相关知识后，设计了系列探究水的实践活动。 【任务一】自制净水器并进行水质检测 （1）图一中小卵石到活性炭三个过滤层，过滤掉的杂质颗粒越来越___________(填“大”或“小”)。 （2）TDS值是水质的一项重要指标，它与水质关系如图二所示。同学们将净化后的水样用水质检测笔测得TDS值为159，根据水质纯度曲线图判断净化后的水质纯度为___________。 【任务二】研究水的元素组成和微观构成 （3）用水电解器电解水时，负极产生的气体可以根据其___________的化学性质进行检验；正极和负极产生的气体体积比大约为___________；该实验说明水是由___________元素组成的。 （4）图三是电解水反应的微观示意图，过程②表示的微观过程是___________；该化学反应前后不变的两种微观粒子是___________。 【任务三】同学们进行了“影响电解水反应速率因素”的探究，实验数据如表格所示。 实验编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 负极气体体积/mL 电解用时间/s 1 20 2% 20 54.0 2 20 5% 20 36.2 3 30 2% 20 x 4 30 5% 20 35.4 （5）比较实验1和2得出的结论：相同温度下，NaOH 溶液浓度___________(填“大”或“小”)，产生气体的速率较快。 （6）比较实验2和4得出结论是___________。 （7）分析四组实验数据，请你判断：实验3 的电解所用时间“x”可能是下列的___________s(填字母序号)。 A．32.4 B．35.2 C．50.2 D．55.6 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）兴趣小组同学在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：分别用等量不同材料装填入装置(图1)，对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表： 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 （1）实验1的目的是______。 （2）实验1的③中，活性炭的作用是______。 实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表： 实验序号 ① 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比①净化后的水更清澈 （3）由实验2可以得到的结论是______。 实验3：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。记录如表： 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 （4）从实验3记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是______和______。 （5）实验3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______。 c.除上述外，对比______(填实验序号)还可以获得的结论是______。 【反思评价】 （6）从实验1的净水速率和效果来看，净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号，下同)。 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 （7）图2为某同学设计的一款简易净水器，为了得到更好的净水效果，入水口应为______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元   自然界的水  跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器  【活动目标】 了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法。关注饮用水安全与人体健康的关系。 任务 1 调查参观 一、调查部分：标准与历史（体现“科技进步贡献”） 1. 生活饮用水卫生标准（GB 5749—2022） 这是国家为保障饮水安全设置的底线要求，达标意味着水质对人体健康无害。 指标类别 监控什么 代表项目（了解即可） 感官性状 饮水的外观和气味，影响接受度 色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物 化学指标 一般化学物质含量，过量有害 pH（6.5~8.5）、总硬度、铁、锰、氯化物 毒理指标 重金属和有毒物质，是健康威胁核心 砷、铅、汞、硝酸盐、消毒副产物 微生物指标 病菌和寄生虫，必须为“不得检出” 总大肠菌群、菌落总数 消毒剂指标 出厂水需保留一定量余氯 保证水在管网输送中持续杀菌 贡献认知：标准的建立和不断更新（从GB 5749—2006到2022版），本身就是科技进步的体现——检测精度提高，能发现更低浓度的有害物，从而及时调整限值，保护公众健康。 2. 饮用水发展历史（理解“从生存到健康”的演变） 可用时间轴串联，重点突出每次技术突破解决了什么问题： 阶段 处理方式 科技进步的贡献 古代 直接取用江河井水，或简单沉淀 无技术干预，霍乱、伤寒等水媒疾病高发 19世纪 氯气消毒的发明和应用 第一次革命性突破：有效杀灭水中病菌，大大降低传染病死亡率 20世纪 混凝→沉淀→过滤→消毒，形成常规处理工艺 系统化净水，城市供水安全得到规模化保障 20世纪末至今 活性炭深度处理、膜技术（反渗透、超滤）、臭氧氧化 应对工业污染带来的有机物、微塑料、内分泌干扰物等新型污染物 未来 智慧监测、家庭终端净水、分质供水 从“安全饮水”向“健康饮水”（保留有益矿物质）提升 总结观点：饮用水技术的演进路径是 “看得清（感官）→ 杀得死（微生物）→ 去得掉（重金属/有机物）→ 喝得好（保留矿物质）”，每一步都直接提升了人类平均寿命和生活质量。 二、参观自来水厂：生产过程 + 分离提纯原理 1. 自来水生产标准流程（按顺序记忆） 取水 → 加絮凝剂 → 沉淀 → 过滤 → 活性炭吸附 → 消毒 → 清水池 → 加压输送 各环节详解（填空/流程图常考）： 步骤 场所/操作 作用 变化类型 ①取水 取水泵站（江河/水库） 引入原水 —— ②加絮凝剂 反应池（加明矾） 使小颗粒悬浮物凝聚成大颗粒，加速沉降 物理变化 ③沉淀 沉淀池 大颗粒在重力作用下沉降到底部排出 物理变化 ④过滤 过滤池（沙石滤层） 除去不溶性杂质（泥沙、悬浮物） 物理变化 ⑤吸附 活性炭吸附池 除去色素、异味、部分有机物 物理变化 ⑥消毒 消毒池（加氯气/二氧化氯/臭氧） 杀死细菌、病毒等微生物 化学变化（杀菌是化学过程） ⑦输送 清水池 + 加压泵站 储存并加压送至用户管网 —— 特别说明：自来水厂的出水是净化水，不是纯水（仍含可溶性矿物质），也不是蒸馏水。 2. 物质分离和提纯的方法及原理（对比表） 这是你提纲中明确要求的，需清晰区分四种方法： 方法 原理 适用对象 自来水厂是否使用 过滤 利用颗粒大小不同，液体通过、固体被截留 分离不溶性固体与液体 ✅ 使用（过滤池） 沉降 利用重力，密度大的颗粒自然下沉 分离大颗粒悬浮物 ✅ 使用（沉淀池，加明矾辅助） 吸附 利用比表面积大（多孔结构），将物质吸在表面 除去色素、异味、部分有机物 ✅ 使用（活性炭吸附池） 蒸馏 利用沸点不同，加热汽化再冷凝 分离可溶性固体与液体（制纯水） ❌ 不使用（成本高、水量大，且不需要制纯水） 易错点：自来水厂净水过程包含过滤、沉降、吸附，但不包含蒸馏。 三、绘制工艺流程简图（作图要点） [水源（江河/水库）] ↓ [取水泵站] ——→（加入明矾 絮凝剂） ↓ [反应沉淀池] —— 作用：大颗粒悬浮物沉降（底部排泥） ↓ [过滤池（沙滤层）] —— 作用：除去不溶性杂质（物理变化） ↓ [活性炭吸附池] —— 作用：吸附色素和异味（物理变化） ↓ [消毒池] ——→（通入氯气/二氧化氯）—— 作用：杀菌消毒（化学变化） ↓ [清水池] ↓ [加压泵站] ——→ 输送到用户 考试常见设问角度（帮你预判考点） 自来水厂净水步骤排序（选择题）——记住“取→凝→沉→滤→吸→消→送”。 判断变化类型 —— 消毒是化学变化，其余主要步骤（沉淀、过滤、吸附）是物理变化。 蒸馏为什么不用 —— 成本太高，且自来水不需要制纯水，保留部分矿物质更健康。 活性炭的作用 —— 吸附色素和异味（物理变化），不要和消毒杀菌混淆。 “贡献”类开放题 —— 可从“降低传染病死亡率”“延长人均寿命”“新型污染物检测能力提升”等角度作答。 任务 2 水质检测 一、确定检测指标（跨学科综合分析） 在动手检测之前，需要先回答一个核心问题：“面对一份水样，我应该测什么？” 这需要从多学科角度综合考虑。 1. 跨学科视角分析（确定指标的思路） 学科视角 关注的问题 对应的检测指标 化学 水中溶解了什么物质？酸碱度如何？是否含有有毒物质？ pH、硬度、重金属离子（铅、汞等）、氨氮、溶解氧、化学需氧量（COD） 生物学 水中是否有病菌、寄生虫？是否会导致疾病？ 细菌总数、大肠菌群、藻类含量 物理 水的外观和物理性质如何？ 颜色、气味、浑浊度（浊度）、温度、可溶性固体总量（TDS）、电导率 地理 水源地的地质和环境特征如何？ 本地区土壤/岩石成分（如石灰岩地区水硬度较高）、周边污染源（农田、工厂、生活区） 2. 选择检测指标的决策原则 “因地制宜、关注健康、可操作性强” 因地制宜：根据水样来源判断可能的污染物。例如： ①河水/湖水 → 关注悬浮物（浊度）、微生物（可能受生活污水影响）、pH ②井水/地下水 → 关注硬度（地质因素）、重金属 ③工厂附近水体 → 关注pH、重金属、氨氮 ④学校/家庭自来水 → 关注余氯、硬度、微生物 关注健康：优先选择对人体健康影响较大的指标（如微生物、重金属）。 可操作性强：在学校实验室条件下，选择现有仪器和试剂能够检测的指标（如pH、硬度、浊度等）。 3. 常见水样类型与推荐检测指标对照 水样类型 推荐检测指标（必测） 选测指标（视情况） 河水/湖水 浊度、pH、微生物（细菌总数） 硬度、溶解氧、氨氮 井水/地下水 pH、硬度、微生物 重金属（如铁、锰）、TDS 自来水（末梢水） pH、余氯、微生物 硬度、浊度 雨水 pH（酸雨判断） TDS、重金属 池塘水（富营养化） pH、浊度、微生物、氨氮 溶解氧、磷酸盐 二、选取检测指标并设计实验（方法与技术手段） 以下选取三个最具代表性且初中阶段可操作的指标：硬度、浊度、微生物（细菌总数），以及备选指标 pH 和 TDS。 指标1：硬度 —— 化学方法 项目 内容 检测什么 水中钙、镁离子的含量（判断软水/硬水） 检测原理 肥皂水中的硬脂酸钠与钙、镁离子反应生成不溶性沉淀（浮渣）；软水中无该反应，泡沫丰富 所需材料 肥皂水（或肥皂片溶解）、试管、量筒、滴管 实验步骤 ① 取两支试管，分别加入等量（约10 mL）的蒸馏水（对照组）和待测水样； ② 向两支试管中滴加等量肥皂水（约1~2 mL）； ③ 振荡试管，观察并记录泡沫和浮渣的多少 现象与结论 ① 泡沫多、浮渣少 → 软水； ② 泡沫少、浮渣多 → 硬水； ③ 可对比不同水样的硬度差异（如河水 vs 井水） 注意事项 ① 必须控制变量：水量相同、肥皂水量相同、振荡力度相同； ② 最好设置蒸馏水对照组作为软水参照； ③ 若要定量比较，可设计“加入肥皂水滴数”的方法——滴数越少出现稳定泡沫，水越软 知识拓展：自来水厂的净化过程不能降低水的硬度。生活中降低硬度的方法为煮沸，实验室为蒸馏。 指标2：浊度 —— 物理方法 项目 内容 检测什么 水中悬浮颗粒物（泥沙、藻类、有机物碎屑等）的多少，反映水的清澈程度 检测原理 浊度越高，水中悬浮物越多，光线透过率越低（散射光越强） 简易检测法 目视比浊法 所需材料 无色透明玻璃瓶/比色管、白纸/黑色背景板、记号笔 实验步骤 ① 取待测水样于透明容器中，置于白纸上； ② 肉眼观察颜色和透明程度，描述记录； ③ 可配制不同浊度的标准浊度液（如用泥土水稀释成系列浓度）进行目视比色/比浊，与待测水样对比，估计浊度等级； ④ 也可用激光笔从侧面照射，观察水中是否有明显光路（丁达尔效应）——光路越明显，浊度越高 现象与结论 ① 水样清澈透明、无肉眼可见物 → 浊度低； ② 水样浑浊、有悬浮物、激光光路明显 → 浊度高； ③ 可对比净水器处理前后的浊度变化，评价净水效果 注意事项 ① 容器必须无色透明，避免颜色干扰判断； ② 背景保持一致（统一用白纸）； ③ 取样后应尽快检测，避免悬浮物沉降导致结果偏低； ④ 如需更精确，可借助数字化仪器（浊度计） 数字化拓展：浊度计利用光源照射水样，检测90°方向的散射光强度，数值越高浊度越大（单位NTU）。这是自来水厂的常用检测手段。 指标3：微生物（细菌总数/大肠菌群）—— 生物学方法 项目 内容 检测什么 水样中细菌等微生物的数量，判断是否受粪便等污染 检测原理 细菌在适宜培养基上繁殖，形成肉眼可见的菌落。统计菌落数可估算水样中活菌总数 所需材料 营养琼脂培养基、无菌培养皿、无菌吸管/涂布器、恒温培养箱（37℃） 实验步骤 ① 制备培养基：将营养琼脂加热熔化，倒入无菌培养皿中，冷却凝固； ② 接种：用无菌吸管吸取适量水样（如0.1 mL或1 mL），滴在培养基表面，用无菌涂布器涂匀； ③ 培养：将培养皿倒置放入37℃恒温培养箱中，培养24~48小时； ④ 计数：取出培养皿，计算菌落数。若菌落太多无法计数（>300个），记为“多不可计”，需稀释后重测 现象与结论 ① 菌落数越少，说明微生物污染越轻； ② 生活饮用水标准：总大肠菌群应不得检出，菌落总数（CFU/mL）有严格限值； ③ 对比原水与净水器出水的菌落数，可评价净水器的除菌效果 注意事项 ① 无菌操作是核心：所有接触水样的器具必须提前灭菌（高压蒸汽灭菌或酒精灯灼烧）； ② 培养皿应倒置培养（防止冷凝水滴落污染培养基表面）； ③ 操作需在超净工作台或酒精灯火焰旁进行，防止空气中杂菌污染； ④ 培养后不可随意打开培养皿，需统一灭菌处理（微生物安全）； ⑤ 若学校无条件，可简化用简易细菌检测片代替 安全提示：微生物检测涉及活菌培养，必须在教师指导下进行，培养后的废弃物需高压灭菌后才能丢弃。未经处理的水样（尤其是天然水）可能含有致病菌，操作时戴手套，避免直接接触。 三、检测指标拓展（视条件和需要选测） 指标 检测方法 原理简述 所用工具/试剂 pH（酸碱度） pH试纸/酸度计 试纸遇H⁺或OH⁻变色，与标准比色卡对比 pH试纸、标准比色卡、玻璃棒 可溶性固体总量（TDS） TDS笔（电导率法） 溶解离子越多，导电性越强，TDS值越高 TDS检测笔（数字化） 溶解氧（DO） 碘量法/溶解氧仪 反映水体自净能力和富营养化程度 溶解氧测定仪或试剂盒 氨氮（NH₃-N） 纳氏试剂比色法 水体受含氮有机物污染（如生活污水、化肥）的指标 氨氮检测试剂盒 四、实验设计总纲（设计方案框架） 设计一份完整的水质检测实验方案，应包含以下要素： 要素 内容要求 实验目的 明确要检测什么水样、检测哪些指标、要解决什么问题 水样信息 取样时间、地点、来源、水样外观描述（颜色、气味、浑浊度） 检测项目 列出选定的指标（如硬度、浊度、pH、微生物等）及选择理由 实验原理 每种指标对应的检测方法原理（简要说明） 实验器材与试剂 列出所有所需仪器和试剂（如试管、pH试纸、肥皂水、培养基等） 实验步骤 分指标写出操作步骤（要具体、可操作） 数据记录表 设计空白表格，便于现场记录数据 注意事项 安全操作、控制变量、规范操作等 五、水质检测结果记录表（模板） 检测指标 检测方法 检测结果 与标准对比（参考GB 5749—2022） 结论 颜色 肉眼观察 _______ 无色 合格/不合格 气味 扇闻法 _______ 无异臭、异味 合格/不合格 浑浊度（浊度） 目视比浊法 _______ 限值≤1 NTU 合格/不合格 pH pH试纸 _______ 6.5 ~ 8.5 合格/不合格 硬度（总硬度） 肥皂水法 泡沫____，浮渣____ 限值≤450 mg/L（以碳酸钙计） 定性判断 微生物（菌落总数） 培养基培养法 _______ CFU/mL 限值≤100 CFU/mL 合格/不合格 六、本任务高频考点速记清单 考点 正确答案 确定检测指标的思路 从化学、生物、物理、地理多学科综合判断，因地制宜 硬度的检测方法 肥皂水法：泡沫多浮渣少为软水，反之为硬水 浊度的检测方法 目视比浊法：观察透明度和激光光路（丁达尔效应） 微生物的检测方法 培养基培养法：统计菌落数（CFU/mL），需无菌操作 自来水能否降低硬度？ 不能。生活中煮沸可降低硬度（暂时硬度） 自制净水器出水能否直接饮用？ 不能，缺乏消毒杀菌环节，需煮沸 水质检测的对照实验思维 需设置蒸馏水对照（硬度检测）、原水对照（净水效果评价） 微生物检测的安全要求 无菌操作、培养后废弃物灭菌处理、不可随意打开培养皿 任务 3 动手制作 一、动手制作净水器（核心技术环节） （一）了解家用净水器净水原理（向产品学习） 家用净水器是自来水厂工艺的“微型化”和“家庭化”，其核心技术链条如下： PP棉（初过滤）→ 颗粒活性炭（吸附）→ 压缩活性炭（深度吸附）→ 超滤膜/反渗透膜（精细过滤）→ 后置活性炭（改善口感） 家用净水器滤芯 对应自来水厂工艺 作用 PP棉（聚丙烯熔喷滤芯） 过滤池 除去铁锈、泥沙、悬浮物等大颗粒杂质 颗粒活性炭 / 压缩活性炭 活性炭吸附池 吸附余氯、异味、色素、部分有机物 超滤膜（UF）/ 反渗透膜（RO） 深度处理（膜技术） 除去细菌、病毒、重金属、可溶性盐类 后置活性炭 — 进一步改善口感 知识拓展：超滤（UF）：孔径约0.01微米，可除去细菌、病毒，但保留矿物质。 反渗透（RO）：孔径约0.0001微米，几乎除去所有可溶性物质（包括矿物质），出水接近纯水，需用电加压。 家用净水器的核心原理同样是 “过滤 + 吸附” ，高端机型增加 “膜分离” 技术。 （二）选择合适物品（材料选择与功能对应） ① 外壳材料 材料 优点 缺点 矿泉水瓶/饮料瓶（PET） 易得、透明便于观察、易加工 强度较低，不宜承重 PVC管/亚克力管 坚固、可重复使用 需专门工具加工 竹筒（拓展创意） 天然环保、有特色 加工难度较大 ② 滤料选择（核心！） 参照下表根据目标污染物选择合适的滤料： 目标去除物 选择滤料 原理 注意事项 大颗粒悬浮物（泥沙、铁锈） 小石子/砾石、石英砂 过滤（颗粒拦截） 先用清水洗净，除去粉尘 中小颗粒不溶性杂质 细沙、石英砂 过滤 粒度要均匀，不宜过细 色素、异味、余氯、有机物 活性炭（颗粒状为佳） 吸附（物理变化） 核心材料，使用前冲洗至水清 支撑滤层、防止漏粉 棉花、纱布、无纺布、蓬松棉 过滤 最底层，要铺厚实均匀 ③ 辅助材料 材料 用途 明矾（硫酸铝钾） 絮凝剂，溶于原水中使悬浮物凝聚（加速沉降），在进水前加入，不装入净水器内部 小卵石/麦饭石（拓展） 可少量添加，溶出微量矿物质（模拟矿化滤芯） （三）根据物质性质和分离提纯方法设计净水器（理论指导实践） 回顾分离提纯的四种核心方法，在自制净水器中合理运用： 分离提纯方法 原理依据 在自制净水器中的体现 变化类型 沉降 密度差异 + 重力 原水加明矾后静置，大颗粒下沉（或在净水器上部设沉降区） 物理变化 过滤 颗粒大小不同 小石子→细沙→棉花，逐级截留不同粒径的悬浮物 物理变化 吸附 比表面积大（疏松多孔） 活性炭层吸附色素、异味、有机物 物理变化 蒸馏 沸点不同 自制净水器不使用（水量大、成本高） — 设计理念：自制净水器综合运用了 沉降 + 过滤 + 吸附 三种分离方法，是对自来水厂工艺的工程模拟。 （四）动手制作步骤（以“矿泉水瓶下出水式”为例） 标准制作流程： 步骤 操作 要点 ① 准备 收集材料：矿泉水瓶、剪刀、小石子、细沙、活性炭、棉花、纱布 所有滤料提前洗净（活性炭冲洗至水清） ② 切割 将矿泉水瓶从上部约1/3处剪开 上部倒置作为过滤器，下部作为集水器 ③ 打孔 在瓶盖中心钻一个小孔（直径约3~5 mm） 孔径适中，保证出水顺畅但滤料不漏 ④ 铺棉花 在瓶盖内侧垫一层厚棉花或纱布 防止滤料漏出，起支撑作用 ⑤ 装活性炭 填入颗粒活性炭，厚度约3~5 cm 铺平，核心过滤层 ⑥ 装细沙 填入细沙，厚度约2~3 cm 铺平，中小颗粒过滤层 ⑦ 装小石子 填入小石子/砾石，厚度约2~3 cm 铺平，大颗粒初过滤层 ⑧ 组合 将上部倒置放入下部集水瓶中 确保接口吻合，不侧漏 ⑨ 润洗 用清水缓慢从顶部倒入，冲洗1~2次 冲去残留粉尘，至出水清澈 ⑩ 使用 将待净化的天然水从顶部缓慢倒入 速度不宜过快，保证充分接触 二、净化效果评价与优化（技术与工程思维） （一）效果评价——从哪些维度评价净水器？ ① 净化效果维度 评价指标 评价方法 理想结果 颜色变化 肉眼对比原水与出水 由浑浊/有色变为无色透明 气味变化 扇闻法对比 由异味变为无味 浑浊度变化 目视比浊法/激光笔照射 显著降低 pH变化 pH试纸测试对比 应无明显变化（净水不改变pH） 硬度变化 肥皂水法对比 自制净水器不能降低硬度 ② 工程性能维度 评价维度 指标 判断标准 出水速度（流速） 单位时间出水量（mL/min） 适中：既不过快（接触时间短，效果差）也不过慢（使用不便） 净水效率 出水量/原水量 × 100% 越高越好（材料吸附水量损失小） 结构稳定性 各层是否移位、漏料 经多次使用后仍结构完整 可维护性 滤料是否可更换 设计是否方便清洗和更换活性炭 成本 材料总花费 越低越好，体现“变废为宝” （二）优化改进方向（考试简答高频） 发现的问题 优化方案 改进原理 出水仍有颜色/异味 ①增加活性炭层厚度 ②改用颗粒活性炭代替粉末 ③减缓注水速度（延长接触时间） 增强吸附效果 出水仍浑浊 ①增加细沙层厚度 ②在棉花层上增加一层细纱布 ③检查滤层是否有“短路”（水沿瓶壁流下） 增强过滤精度，防止漏滤 出水流速太慢 ①适当减少细沙比例（增大孔隙） ②减少滤层总厚度 ③将瓶盖孔适当扩大 减小水流阻力 出水流速太快 ①增加滤料层数 ②适当压实滤料 ③将瓶盖孔适当缩小 增加水流阻力，延长接触时间 活性炭粉末流出 ①最底层增加棉花厚度 ②使用前充分冲洗活性炭 加强拦截，预洗除粉 无法杀菌消毒（根本局限） 净化后煮沸 高温杀菌（生活中最常用） 不能降低硬度（根本局限） 净化后煮沸（或改用离子交换树脂滤芯） 加热使可溶性Ca(HCO₃)₂分解沉淀 进阶优化（拓展方向）：在出水端增加紫外灯（物理杀菌）或离子交换树脂（降低硬度），制作成“增强版”净水器。 三、展示与交流（成果表达与互评） （一）展示内容框架——“说清楚四件事” 展示板块 具体内容 ① 水质检测方法与结果 选取了哪些指标（硬度、浊度、pH、微生物等）？用了什么方法？原水检测结果是什么？ ② 净水器设计方案 设计图、材料清单、装填顺序（由上至下）、设计依据（对应哪种分离提纯原理） ③ 制作过程 制作步骤、遇到的困难及解决办法、改进历程 ④ 净水效果对比 原水与出水的对比数据（颜色、气味、浊度、pH等），净水效果的总体评价 （二）展示形式 形式 适用场景 特点 实物展示 + 口头汇报 课堂交流 直观性强，可现场演示净水过程 科技小报 / 海报 班级/校内展示 图文并茂，信息容量大 展板 科技节/社区宣传 视觉冲击力强，适合对外展示 PPT / 短视频 线上分享/报告 可记录完整过程，便于传播 （三）同学互评维度（评价量规参考） 评价维度 评分参考标准（1~5分） 科学性 滤料选择和装填顺序是否合理？原理阐述是否准确？ 创新性 材料选择是否有创意？设计是否有独特之处？ 实用性 净水效果是否明显？出水速度是否适中？操作是否方便？ 美观性 外观是否整洁？结构是否合理？ 表达清晰度 能否清晰表达设计思路和制作过程？ （四）互评交流常用话术（礼貌规范） 场景 表述示例 介绍自己作品 “我设计的净水器采用了_________层结构，从上到下依次是_________，这样设计的依据是_________。” 提出问题 “请问你的净水器出水速度如何？用了多少次后需要更换活性炭？” 提出建议 “建议你在活性炭层下面增加一层棉花，可以防止粉末漏出。” 接受建议 “谢谢你的建议，我下次改进时可以试试增加________。” 综合评价 “我认为你的净水器在_________方面做得很好，特别是在_________的设计很有创意。如果能在_________方面再改进一下就更好了。” （五）走进社区宣传（社会责任感） 宣传主题 核心内容 水资源保护 我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4；水污染的来源（工业废水、农业面源污染、生活污水）及危害 节约用水 节水小窍门（如淘米水浇花、洗菜水冲厕、及时关水龙头等） 饮水安全 自来水厂如何保障水质？家庭如何安全饮水？（净水器+煮沸是双重保障） 科技进步 从明矾沉淀到膜分离技术，饮水安全技术的进步如何守护人类健康 四、本任务高频考点速记清单 考点 正确答案 自制净水器利用的分离方法 沉降 + 过滤 + 吸附（不包含蒸馏） 各滤料装填顺序（由上至下） 小石子 → 细沙 → 活性炭 → 棉花/纱布 为什么要按此顺序（核心原因） 滤料孔隙由大到小，防止大颗粒堵塞活性炭微孔 活性炭的作用（原理） 吸附色素和异味（物理变化，利用疏松多孔结构） 自制净水器出水性质 净化水（不是纯水，不是蒸馏水） 能否直接饮用？ 不能，需煮沸消毒杀菌 能否降低硬度？ 不能，煮沸/蒸馏才能降低硬度（生活中煮沸，实验室蒸馏） 净化效果评价的维度 颜色、气味、浊度、pH、出水速度、净水效率 出水仍有异味的原因及改进 活性炭量少或接触时间短 → 增加活性炭层厚度或减缓流速 出水浑浊的原因及改进 滤层破损/短路/未充分过滤 → 增加细沙层或棉花层厚度 出水速度太慢的改进 减少细沙比例、减少层厚、适当扩大出水孔 展示交流应包含的内容 检测方法→设计方案→制作过程→净水效果→改进方向 走进社区宣传的核心价值观 保护水资源、节约用水、共建优良供水和用水环境 【展示与交流】 1.与同学交流你选取的水质检测指标，以及检测时用到的方法与技术手段。 2.展示自制净水器，与同学交流制作方法，使用说明及净水效果等，并相互评价。 3.选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板，走进社区，宣传水资源保护，共建优良的供水和用水环境。 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·河南新乡·二模）在进行“水质检测及自制净水器”的跨学科实践活动中，小组同学用如图所示的净水器净化河水。下列有关说法正确的是（ ） A．活性炭可以吸附色素及异味 B．除去蓬松棉不影响净水效果 C．该净水器可以降低水的硬度 D．经净化后的河水可直接饮用 【答案】A 【解析】A.活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附水中的色素及异味，说法正确。 B.蓬松棉可过滤粒径更小的不溶性杂质，同时阻挡上层石英砂等材料随水流出，除去后会影响净水效果，说法错误。 C.水的硬度由可溶性钙、镁化合物导致，该净水器仅能除去不溶性杂质、吸附色素异味，无法去除可溶性钙镁物质，不能降低水的硬度，说法错误。 D.经该装置净化后的水中仍含有可溶性杂质、病菌等，未经过杀菌消毒，不能直接饮用，说法错误。 3．（2026·山东枣庄·模拟预测）兴趣小组参观完自来水厂后，受到启发，自制了如图简易净水装置。下列说法错误的是（ ） A．水流方向为b端进a端出 B．鹅卵石和石英砂起到过滤固体杂质的作用 C．活性炭可以吸附色素和异味 D．经过该净水装置得到的水不可直接饮用 【答案】A 【解析】A.净水时应先过滤大颗粒杂质、再过滤小颗粒杂质，最后吸附可溶性色素异味，通常简易净水装置是利用重力让水从上往下流，即从a端进、b端出。因此，A选项‘水流方向为b端进a端出’的说法错误。 B.鹅卵石、石英砂的孔隙可以截留不同大小的不溶性固体杂质，起到过滤作用，说法正确。 C.活性炭疏松多孔具有吸附性，可吸附水中的色素和异味，说法正确。 D.该装置仅能除去不溶性杂质和部分可溶性杂质，没有杀菌消毒步骤，也无法除去可溶性钙镁化合物、微生物等，得到的水不能直接饮用，说法正确。 5．（25-26八年级上·山东东营·期中）在日常生活中，我们经常要对一些生活物质进行鉴别．鉴别下列各组物质所采用的方法或所加物质不完全正确的一组是（ ） 选项 鉴别的物质 鉴别方法或所加物质 A 蒸馏水和食盐水 ①萝卜条②蒸发水 B 食盐和蔗糖 ①水②品尝 C 硬水和软水 ①肥皂水②煮沸 D 黑醋和酱油 ①闻气味②尝味道 【答案】B 【解析】A.①萝卜条放入食盐水中会因渗透压失水变软，放入蒸馏水中无明显变化；②蒸发后食盐水有白色固体残留，蒸馏水无残留，正确； B.①食盐和蔗糖都易溶于水，溶解后均为无色透明溶液，加水无法鉴别；②生活中品尝可区分（食盐味咸、蔗糖味甜），该组鉴定方法不完全正确，错误； C.①加肥皂水，硬水浮渣多、泡沫少，软水浮渣少、泡沫多；②煮沸后硬水会产生大量水垢（钙镁化合物沉淀），软水垢少或无水垢，正确； D.①黑醋有特殊酸味，酱油无酸味，闻气味可区分；②生活中品尝黑醋味酸，酱油为咸鲜味，可区分，正确； 6．（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。 7．（25-26九年级上·广东茂名·期末）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。 8．（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。 9．（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。 10．（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。 11．（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。 12．现代：如图为某家用净水器的结构示意图，下列分析正确的是（ ） A．该净水器净水过程中主要发生化学变化 B．超滤膜允许小于其孔径的水分子通过 C．通过该净水器净化后得到的水为蒸馏水 D．将进水口和出水口位置互换，净水效果更好 【答案】B 【解析】A.该净水器净水过程中没有新物质生成，发生的是物理变化，故A错误； B.超滤膜允许小于其孔径的水分子通过，故B正确； C.通过该净水器净化后的水还含有可溶性杂质等，不属于蒸馏水，故C错误； D.将进水口和出水口位置互换，难溶性大颗粒杂质可能会堵塞超滤膜，使净水效果变差，故D错误。 故选：B。 13．（2025·河南漯河·三模）常用净水器中滤芯的工作原理如下图所示，其中颗粒活性炭、压缩活性炭的主要作用是（ ） A．吸附异味 B．使杂质沉降 C．杀菌消毒 D．增加矿物质 【答案】A 【解析】净水器滤芯中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； 故选：A。 14．（24-25九年级下·重庆开州·阶段检测）如图所示是某化学兴趣小组设计的可视化净水装置，下列说法正确的是    （ ） A．将水加压水分子变小更有利于净水 B．活性炭的作用是过滤和吸附 C．可视化装置可用塑料瓶或玻璃瓶等合成材料 D．该净水装置得到的水是纯净水 【答案】B 【解析】A、加压不会使水分子变小，分子大小是固定的，说法错误，不符合题意； B、活性炭有吸附性，可吸附杂质，同时在装置中也能起到一定过滤作用，说法正确，符合题意； C、玻璃瓶的主要成分是无机非金属材料，不是合成材料，说法错误，不符合题意； D、该装置只能除去部分杂质，得到的水仍含可溶性杂质，不是纯净水，说法错误，不符合题意。 故填：B。 15．（25-26九年级上·四川成都·期末）小组同学通过参观考察，绘制了下列自来水厂处理水的过程模拟图。下列说法错误的是（ ）    A．混凝剂是明矾，可使悬浮杂质较快沉降 B．滤水池可除去难溶性杂质和部分可溶性杂质 C．X池中可以加入活性炭，吸附色素和异味 D．氯气用于杀菌消毒，发生的是化学变化 【答案】B 【解析】A、加入明矾，利用明矾溶于水形成的胶状物对杂质吸附，使杂质沉降，该选项说法正确； B、滤水池可除去难溶性杂质，不能除去可溶性杂质，该选项说法错误； C、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，能吸附部分有害物质，该选项说法正确； D、氯气用于杀菌消毒，发生的是化学变化，该选项说法正确。 故选B。 16．（2026·重庆大渡口·二模）某便携式户外净水器结构如图，下列对该净水器的分析正确的是（ ） A．将出水口和入水口位置互换，净水效果会更好 B．该装置利用活性炭进行杀菌消毒 C．高精度陶瓷滤芯可除去大部分不溶性杂质 D．该装置能把江河水变成纯净物 【答案】C 【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，故选项错误； 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，故选项错误； C、高精度陶瓷滤芯的孔径较小，可以除去大部分不溶性杂质 ，故选项正确； D、该净水器能够除去水中的不溶性杂质，但是水中还含有可溶性杂质，不属于纯净物，不能把江河水变成纯净物，故选项错误。 故选：C。 17．（25-26八年级下·上海闵行·期中）水是生命之源。城市生活用水经自来水厂净化处理的过程如图。下列说法错误的是（ ） A．通过沉淀池、过滤池除去水中难溶性固体 B．自来水厂投入明矾进行消毒 C．投药消毒过程包含化学变化 D．给用户输送的自来水是混合物 【答案】B 【解析】A、沉淀池中加入絮凝剂，可吸附水中悬浮杂质而加速其沉淀，过滤把不溶于水的固体与液体分离，除去水中不溶性杂质，即通过沉淀池、过滤池除去水中难溶性固体，故选项说法正确； B、明矾只能净水，明矾溶于水形成的胶状物能对悬浮杂质进行吸附，使杂质沉降，不能起到消毒的作用，明矾不能消毒，故选项说法不正确； C、投药消毒过程中，消毒剂与水中微生物等发生反应，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法正确； D、给用户输送的自来水中还含有可溶性杂质，属于混合物，故选项说法正确； 故选：B。 18．（2026·福建泉州·一模）古人利用石块、稻草等材料制作“净水桶”，其原理与现代净水器相似。下图是古今两种净水装置的示意图，下列有关分析不正确的是（ ） A．图1净水桶按照石块在上稻草在下的顺序填充 B．图1中钟乳石为多孔结构可起到吸附作用 C．图2进水的方式具有更好的净水效果 D．经过图2装置净化过的水是纯净物 【答案】D 【解析】A、在图 1 净水桶中，按照石块在上稻草在下的顺序填充是合理的。石块颗粒较大，能先除去较大颗粒的不溶性杂质，稻草相对更细密，可以进一步过滤较小颗粒杂质，选项分析正确，不符合题意； B、钟乳石为多孔结构，具有较大的表面积，可像活性炭等吸附剂一样起到吸附作用，吸附水中的色素和异味等，选项分析正确，不符合题意； C、图 2 进水方式是从底部进水，水在向上流动过程中与各层过滤材料充分接触，能更好地进行过滤、吸附等净化操作，相比从顶部直接进水，具有更好的净水效果，选项分析正确，不符合题意； D、经过图 2 装置净化过的水，虽然除去了不溶性杂质、部分色素和异味等，但水中还可能含有可溶性的钙镁化合物等其他杂质，不是纯净物，而是混合物，分析不正确，符合题意。 故选D。 19．（25-26九年级上·山西运城·期末）市售家用净水器通常经过四级过滤，其原理如图所示，请为前三步选择合适的材料。以下选择正确的是（ ） ①反渗透（RO）膜（去除重金属离子、细菌等）； ②颗粒活性炭； ③后置活性炭（进一步改善口感）； ④PP棉（去除泥沙、铁锈等大颗粒）。 A．②①④ B．①②④ C．④①② D．④②① 【答案】D 【解析】先将水通过PP棉除去水中的泥沙、铁锈等难溶性大颗粒，然后再经过颗粒活性炭，吸附水中的色素和异味，后经过反渗透(R0)膜，去除重金属离子、细菌等，最后通过后置活性炭，进一步改善水的口感。故顺序为④②①。 故选D。 1．（25-26九年级上·河北衡水·期中）化学小组在跨学科实践活动中利用废弃的矿泉水瓶进行了一系列活动。图1为某矿泉水瓶上的部分标识，图2为小组同学利用该矿泉水瓶制作的过滤器。 （1）图1中★处的符号为______。 （2）从物质类别看，偏硅酸(H2SiO3)______(填“是”或“不是”)氧化物。 （3）矿泉水中加入氯化钠可以实现防腐效果，氯化钠是由______构成的。 （4）图2所示过滤器中能除去水中色素和异味的物质是______，该装置______(填“能”或“不能”)将硬水转化为软水。 【答案】（1） （2）不是 （3）钠离子和氯离子(或和) （4）活性炭 不能 【解析】（1）氯离子的化学符号为，因此图 1 中★处的符号为。 故填：。 （2）氧化物的定义是 “由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物”；偏硅酸（）由氢、硅、氧三种元素组成，因此不是氧化物。 故填：不是。 （3）氯化钠是离子化合物，由钠离子（）和氯离子（）构成。 故填：钠离子和氯离子（或和）。 （4） 活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味； 硬水转化为软水需要除去水中的钙、镁离子，该过滤器仅能过滤不溶性杂质、吸附色素异味，无法除去离子，因此不能将硬水转化为软水。 故填：活性炭；不能。 2．（25-26九年级上·安徽铜陵·期中）如图所示，某校开展以净化水为主题的科学探究比赛。图1和图2是两个化学兴趣小组采用的两种净化方法。 （1）图1中操作1的名称是______，该操作中玻璃棒的作用是______。 （2）图2实验中，小卵石和石英砂的位置不宜对调，原因是______。 （3）两组实验中净化程度最高的是______(选填“①组”或“②组”)。 （4）生活中为了降低水的硬度并杀灭水中病原生物，常采用的方法是______。 【答案】（1）过滤 引流 （2）如果颠倒顺序会降低净水效率 （3）①组 （4）煮沸 【解析】（1）图1中操作1是要把液体和固体分开，操作名称是过滤； 玻璃棒的作用是引流。 （2）小卵石过滤的是大的杂质，石英砂过滤的是小的杂质，不可以颠倒，否则石英砂层会很快被大颗粒杂质堵塞，从而降低净水效率。 （3）两组实验中净化程度最高的是①组，①组中有蒸馏，可以得到几乎纯净的水。 （4）生活中为了降低水的硬度并杀灭水中病原生物，常采用的方法是煮沸。 3．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）y饮用水安全与人们的健康息息相关。 （1）泰州很多学校都安装了直饮水机，其处理水的过程如图所示。 ①是自来水厂净水时使用的一种消毒剂。的名称为_________。 ②活性炭具有良好的_________性，能除去自来水中的异味。 ③滤膜允许水分子和可溶性离子通过，而大分子无法通过，该过程相当于净水中的_________操作。净化后获得的直饮水是_________（填“纯净物”、“化合物”或“混合物”）。 （2）某兴趣小组开展水质检测及自制净水器活动。 ①TDS（总溶解固体）是水质的一项重要指标，它测量的是1升水中溶解的可溶性物质的总量，单位通常是ppm。饮用水卫生标准限值为1000 ppm。已知TDS值与水质纯度的关系如表。小组同学测定某水样TDS值如图所示，则水质纯度为_________。生活中常采用_________的方法降低水的硬度。 TDS/ppm 水质纯度 0-100 高 100-300 一般 300-600 会结水垢 ②图为小组同学设计的简易净水器。从下至上，①②③区域放置下列三种物质的正确顺序是_________（填字母代号）。 a.石英砂       b.活性炭      c.小卵石 （3）保护水资源，是每个公民应尽的责任和义务。请列举生活中保护水资源的一种做法：_________。 【答案】（1）二氧化氯 吸附 过滤 混合物 （2）会结水垢 煮沸 bac （3）生活污水先处理后排放、随手关闭水龙头、使用节水型器具等（合理即可） 【解析】（1）①由的化学式可知，其名称为二氧化氯。 ②活性炭具有疏松多孔的结构，故具有良好的吸附性，可以吸附色素和异味。 ③滤膜允许水分子和可溶性离子通过，而大分子无法通过，相当于过滤操作，过滤操作根据物质的溶解性可进行固体也液体的分离。净化后得到的直饮水依然含有可溶性杂质，属于“混合物”。 （2）①测得该水样 TDS = 349 ppm，对照表可知其水质纯度为“会结水垢”。生活中常用“煮沸”方法降低水的硬度。 ②从上到下应该按照颗粒从大到小依次放置，顺序是：小卵石（c） → 石英砂（a） → 活性炭（b）；则从下至上，①②③区域放置三种物质的顺序是bac。 （3）保护水资源的做法示例：如生活污水先处理后排放、随手关闭水龙头、使用节水型器具等等。 4．（25-26九年级上·吉林·期中）合理利用水资源是保护水资源的一种方式。某兴趣小组开展了“自制净水器及水质检测”实践活动。请回答： （1）自制净水器：如图1，活性炭的作用是：___________。 （2）石英砂与活性炭的位置___________(填“能”或“不能”)交换。 （3）水质检测：TDS值是水质的一项重要指标，TDS值和水质纯度的关系如图2。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图3，则净化后的水质纯度为___________(填“较高”、“一般”、“会结水垢”)。 【答案】（1）吸附水中的色素和异味 （2）不能 （3）一般 【解析】（1）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味；故填：吸附水中的色素和异味。 （2）石英砂的作用是除去水中的难溶性杂质，活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，作用是吸附色素和异味。若把石英砂与活性炭位置交换，固体杂质会堵塞活性炭的孔洞，降低活性炭的吸附能力，导致吸附效果降低；故填：不能。 （3）由图3可知，某水样经自制净水器净化后的TDS值为180PPM，则净化后的水质纯度为一般；故填：一般。 5．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 【参观实践】 （1）同学们在老师的带领下来到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→___________→吸附→投药消毒→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如下表： 类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水 以浓度计 【进行测量】 （2）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浓度为，说明本地区的自来水属于___________。 活动三：自制简易净水器 家中使用自来水时，最好安装净水器。于是同学们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。 【成果展示】 （3）同学们将自制的简易净水器(如下图)在学校“科技节”上进行了展示，请你帮他们补全“？”处物质的名称：___________。 【答案】（1）过滤 （2）硬水 （3）活性炭 【解析】（1）自来水的生产过程：取水后，先加混凝剂吸附沉降，然后过滤除去水中的难溶性杂质，再加入活性炭进行吸附，最后投药消毒。 （2）对照水的硬度标准表格数据可知：硬水范围是300-450mg/L，因此该地区自来水为硬水。 （3）活性炭具有吸附性，可吸附色素和异味，所以图中“？”处物质的名称为活性炭。 6．（25-26八年级上·山东威海·期末）水是人类生产和生命活动中不可或缺的重要资源，兴趣小组同学在实验室中对某河水水样（水样中含有泥沙、可溶性矿物质和细菌等）进行净化处理。 方案一：模拟自来水厂生产过程的设计流程如图所示 （1）操作1的名称是______，应选用的装置如图所示，还缺少的一种仪器是______。 （2）利用活性炭的______性除去水样中的异味等。 （3）新型自来水消毒剂二氧化氯，其消毒杀菌能力优于氯气，消毒时不生成有害物质，也不存在用氯气消毒时的臭味。工业上通常用亚氯酸钠和氯气反应制取二氧化氯，同时还生成氯化钠，该反应的文字表达式是______，亚氯酸钠中氯元素的化合价为______。 （4）通常状况下：①二氧化氯是一种黄绿色、有刺激性气味的气体。②熔点为，沸点为。③易溶于水。④二氧化氯见光分解生成氯气和氧气。⑤二氧化氯易与碱反应。上述描述属于二氧化氯的物理性质的是______（填序号，下同），属于二氧化氯的化学性质的是______，属于二氧化氯发生的化学变化的是______。 方案二：用自制简易净水器净化河水 （5）将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成图所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是______（选填“A”或“B”），你的理由是______。 （6）简易净水器净化后的水外观澄清透明，能否直接饮用？谈谈你的看法______。 归纳总结：混合物分离的一般思路和方法是______（将序号排序）。 A．分析混合物成分    B．明确物质分离方法    C．对比物质性质差异 【答案】（1）过滤 引流 （2）吸附 （3） +3 （4）①②③ ⑤ ④ （5）B 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，这样过滤的效果较高 （6）不能直接饮用，因为用简易净水器得到的水虽然澄清，但仍含有可溶性杂质、细菌等微生物，不能直接饮用 ACB 【解析】（1）操作1可分离液态和不溶物，名称是过滤；应选用的装置如图所示，还缺少的一种仪器是玻璃棒（引流）； （2）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可利用活性炭的吸附性除去水样中的异味等。 （3）工业上通常用亚氯酸钠和氯气反应制取二氧化氯，同时还生成氯化钠，该反应的文字表达式为； 亚氯酸钠中钠元素显+1价，氧元素显-2价，设氯元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3； （4）①二氧化氯是一种黄绿色、有刺激性气味的气体、②熔点为，沸点为、③易溶于水，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质； ④二氧化氯见光分解生成氯气和氧气，有新物质生成，属于化学变化； ⑤二氧化氯易与碱反应，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质； （5）按由上到下的顺序排列应该是：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，故装置制作较合理的是B，是因为这样过滤的效果较高（合理即可）； （6）用简易净水器得到的水虽然澄清，但仍含有可溶性杂质、细菌等微生物，不能直接饮用； 分离混合物的一般思路：首先分析混合物的组成成分，然后对比物质性质差异，明确物质分离方法，故正确顺序为ACB。 7．（24-25九年级上·福建福州·阶段检测）某化学小组对水质检测、水的净化进行了学习 任务一：检测水质 （1）取适量河水检测其硬度，发现其中含较多可溶性钙、镁化合物，说明该水为___________(填“软水”或“硬水”)。 任务二：自制净水器进行水的净化 【进行实验】 （2）自制简易净水器可以选择去底倒置的可乐瓶作为容器，现提供四种材料。容器中a、b处材料(材料间用纱布隔开)最合理的顺序为___________(填“①②”或“②①”)。 （3）使用说明：使用一段时间后，有关物质吸附杂质已达饱和。这时清洗后可以继续使用的是纱布、细沙和___________(填物质名称，下同)，需要更换的是棉花和___________。 【观察现象】吸管处流下无色透明的水。 【反思评价】 （4）通过该自制净水器得到的水是___________(填“混合物”或“纯净物”)，如果要饮用，生活中还需要对该水进行___________。 【答案】（1）硬水 （2）②① （3）小卵石 活性炭 （4）混合物 煮沸 【解析】（1）硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水。软水则是指不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。题目中提到河水中含有较多可溶性钙、镁化合物，因此该水为硬水； （2）据上述净化材料的特性，为了净水效果更好，A层应该放小卵石，B层放置的材料应该是颗粒比小卵石小的细沙，故a、b处应为②①； （3）清洗后可以继续使用的是小卵石； 需要更换的是活性炭； （4）自制净水器通过物理过滤可以去除水中的悬浮物和部分杂质，但无法去除溶解在水中的盐类、微生物等，因此得到的水仍然是混合物； 如果要饮用，还需要对该水进行进一步的处理，如煮沸。 8．家用净水器已广泛被使用｡ （1）图甲滤芯中活性炭具有__________，可去除__________｡ （2）图乙中空超滤膜净化水的原理与________(填“过滤”或“蒸发”)类似，得到的净化水属于________(填“混合物”或“纯净物”)｡ （3）用肥皂水检验净化后的水，若出现________、证明为硬水｡ （4）净化水煮沸后可以饮用，这里煮沸的作用是__________｡ （5）图丙是某空间站水电解系统及燃料电池系统中的溶液均采用氢氧化钠溶液、下列有关说法正确的是 (多选、填字母)｡ A．该能量转化系统中的水可以循环使用 B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C．循环过程中没有发生化学反应 D．水电解系统中水经电解部分消耗后、氢氧化钠溶液浓度变大 【答案】（1）吸附性 色素､异味及部分可溶性杂质 （2）过滤 混合物 （3）大量浮渣 （4）降低水的硬度(或降低离子含量等) （5）AD 【解析】（1）图甲滤芯中活性炭疏松多孔，具有吸附性，可去除色素､异味及部分可溶性杂质； （2）图乙中空超滤膜净化水的原理是通过过滤膜孔洞的大小除去较大颗粒的物质与分子，与过滤类似，得到的净化水中仍含有一些杂质离子，属于混合物｡ （3）用肥皂水检验净化后的水，若出现大量浮渣、泡沫较少，证明为硬水｡ （4）净化水煮沸后可以饮用，煮沸可以将部分可溶性钙镁化合物转化为沉淀析出。这里煮沸的作用是降低水的硬度(或降低离子含量等)； （5）A. 由图可知，太阳能将水分解为氢气和氧气，氢气和氧气通过燃料电池系统转化为水，该能量转化系统中的水可以循环使用，此选项正确； B. 燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳能，此选项错误； C. 循环过程中，水发生分解反应、氢气燃烧两个化学反应，此选项错误； D. 水电解系统中水经电解部分消耗后，水的质量减少，氢氧化钠的质量不变，所以氢氧化钠溶液浓度变大，此选项正确。 故选AD。 9．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）水是生命之源，万物之基，是人类最宝贵的自然资源。 Ⅰ.探究——人类对水的组成探索不断发展： （1）电解水实验可以用如图1的装置进行，通电一段时间后，电极处产生气泡，左、右注射器针筒内收集到的气体的体积比大约为______；该反应中不变的微观粒子名称是______；电解水实验可得出的结论是_____。 Ⅱ.制水——海水淡化 （2）膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示，该膜允许通过的微粒是______(填写微粒符号)。 （3）热分离法利用蒸发分离水与非挥发性物质，此方法的原理是利用了两者的______不同。 Ⅲ.净水——污水净化 （4）天然水中含有许多杂质，利用活性炭吸附水中的颜色和异味，是因为它具有______结构；为了解决人们在野外生活和工作时的饮水问题，学习小组设计了如图3所示的两种简易净水器，其中装置制作较合理的是______(填写A或B)。 （5）处理生产废水过程中，可向其中投入明矾[化学式为KAl(SO4)2•12H2O]，该物质溶于水后生成氢氧化铝______(填化学式)胶状物，胶状物对杂质吸附能力很强。 探究影响絮凝剂净水效果的因素 【进行实验】取一定量浑浊泥水样品分别加入5%的明矾、硫酸铁溶液各100g进行实验，浊度去除率与絮凝剂的浓度、净水时间、絮凝剂浓度的关系如图所示。 【实验结论】 （6）如图所示，两种絮凝剂浓度均为78mg/L时，浊度去除率最好的絮凝剂是______，浊度去除率随两种絮凝剂浓度的增加而呈现______的趋势。 【答案】（1）1：2 氢原子、氧原子 水是由氢元素和氧元素组成 （2） （3）沸点 （4）疏松多孔 A （5） （6）硫酸铁 先增加后减少 【解析】（1）电解水，负极产生氢气，正极产生氧气，氢气和氧气的体积比约为2：1，故左、右注射器针筒内收集到的气体的体积比大约为1：2；化学变化中，原子的种类和数量不变，故该反应中不变的微观粒子名称是氢原子和氧原子；电解水生成氢气和氧气，故根据化学反应前后元素的种类不变，电解水实验可得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的。 （2）由图可知，水分子可以通过薄膜，其符号为。 （3）利用蒸发分离水与非挥发性物质，是利用了二者的沸点不同将其分离开来。 （4）活性炭吸附水中的颜色和异味，是因为它具有疏松多孔的结构；简易净水器中材料应按照颗粒从大到小从上到下依次放置，故制作较合理的是A。 （5）根据化学式书写的规则，氢氧化铝中铝是+3价，氢氧根是-1价，因此其符号为。 （6）由图可知，两种絮凝剂浓度均为78mg/L时，浊度去除率最好的絮凝剂是硫酸铁，浊度去除率随两种絮凝剂浓度的增加而呈现先增加后减少的趋势。 10．（24-25九年级上·辽宁丹东·期末）某化学实践小组的同学们在学习了水的相关知识后，设计了系列探究水的实践活动。 【任务一】自制净水器并进行水质检测 （1）图一中小卵石到活性炭三个过滤层，过滤掉的杂质颗粒越来越___________(填“大”或“小”)。 （2）TDS值是水质的一项重要指标，它与水质关系如图二所示。同学们将净化后的水样用水质检测笔测得TDS值为159，根据水质纯度曲线图判断净化后的水质纯度为___________。 【任务二】研究水的元素组成和微观构成 （3）用水电解器电解水时，负极产生的气体可以根据其___________的化学性质进行检验；正极和负极产生的气体体积比大约为___________；该实验说明水是由___________元素组成的。 （4）图三是电解水反应的微观示意图，过程②表示的微观过程是___________；该化学反应前后不变的两种微观粒子是___________。 【任务三】同学们进行了“影响电解水反应速率因素”的探究，实验数据如表格所示。 实验编号 温度/℃ NaOH溶液浓度 负极气体体积/mL 电解用时间/s 1 20 2% 20 54.0 2 20 5% 20 36.2 3 30 2% 20 x 4 30 5% 20 35.4 （5）比较实验1和2得出的结论：相同温度下，NaOH 溶液浓度___________(填“大”或“小”)，产生气体的速率较快。 （6）比较实验2和4得出结论是___________。 （7）分析四组实验数据，请你判断：实验3 的电解所用时间“x”可能是下列的___________s(填字母序号)。 A．32.4 B．35.2 C．50.2 D．55.6 【答案】（1）小 （2）较高 （3）可燃 (“能燃烧”也可) 1:2 氢、氧 （4）氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子(指出正确的原子个数和分子个数给分；用微观粒子符号表示给分。原子结合成分子不给分；原子改变不给分；结合成分子不给分) 氢原子和氧原子(或H、O) （5）大 （6）NaOH溶液浓度相同时，温度越高，产生气体的速率越快 （7）C 【解析】（1）小卵石的粒径大于石英砂的粒径，所以小卵石能除去较大的固体颗粒，石英砂能除去较小的固体颗粒，活性炭能吸附色素和异味等，故小卵石到活性炭三个过滤层，过滤掉的杂质颗粒越来越小。 （2）由图二可知，根据水质检测笔测得TDS值为159，可判断净化后的水质纯度为较高。 （3）电解水负极产生的是氢气，可根据氢气的可燃性用燃着的木条进行检验； 电解水时，可观察到：与电源正极相连的试管内产生的气体体积少（氧气），与电源负极相连的试管内的气体体积多（氢气），且两者的体积之比大约是1: 2； 氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，说明水是由氢、氧元素组成的。 （4）化学变化的实质是分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。由图可知，过程②表示的是氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子的过程； 原子是化学变化中的最小粒子，故该化学反应前后不变的两种微观粒子是氢原子和氧原子； （5）分析实验1和2，温度都为20℃，产生20mL氢气，5%的NaOH溶液电解需要36.2s，2%的NaOH溶液电解时间为54.0s，故得到的结论是：相同温度下，NaOH 溶液浓度越大，电解水的速率越快； （6）实验2温度为20℃，产生20mL氢气，5%的NaOH溶液电解需要36.2s，实验4温度为30℃，产生20mL氢气，5%的NaOH溶液电解时间为35.4s，所以当NaOH溶液浓度相同时，温度越高，产生气体的速率越快。 （7）由于温度相同，溶液浓度越高，电解水的速率越快，溶液浓度相同，温度越高，电解水的速率越快；分析实验1，温度都20℃，产生20mL氢气，2%的NaOH溶液电解需要54.0s，实验4温度为30℃，5%的NaOH溶液电解时间为35.4s，所以实验3的电解时间“x”应在35.4~54.0之间，故选C。 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）兴趣小组同学在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：分别用等量不同材料装填入装置(图1)，对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表： 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 （1）实验1的目的是______。 （2）实验1的③中，活性炭的作用是______。 实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表： 实验序号 ① 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比①净化后的水更清澈 （3）由实验2可以得到的结论是______。 实验3：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。记录如表： 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 （4）从实验3记录可以看出，所要探究的明矾净水的影响因素是______和______。 （5）实验3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______。 c.除上述外，对比______(填实验序号)还可以获得的结论是______。 【反思评价】 （6）从实验1的净水速率和效果来看，净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号，下同)。 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 （7）图2为某同学设计的一款简易净水器，为了得到更好的净水效果，入水口应为______。 【答案】（1）探究净水材料对净水效果的影响 （2）吸附水中的色素 （3）净水时，将河水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好 （4）加明矾的质量 静置时间 （5）明矾能有效降低水的浊度 ①④ 相同条件下，静置时间越长，净化效果越好 ②④ 相同条件下，加明矾的质量越大，净化效果越好 （6）A （7）B 【解析】（1）实验1，①使用的净水材料是小卵石，②使用的净水材料是石英砂，③使用的净水材料是活性炭，其它条件相同，说明实验1的变量是净水材料，则目的是探究净水材料对净水效果的影响。 （2）活性炭疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中各种有毒有颜色有气味的物质。实验1用的河水预先滴入1滴红墨水，因此③中活性炭的作用是吸附水中的色素。 （3）根据实验2的记录，①中河水自上而下通过活性炭层，②中河水自下而上通过活性炭层，其它条件相同，实验②比①净化后的水更清澈，则实验2可以得到的结论是净水时，将水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好。 （4）浊度用以表示浑浊程度，浊度越低代表水质越好。根据实验3的记录，①是空白实验，②③④与①的水样体积相同，而加明矾的质量、静置时间有所不同，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、静置时间。 （5）a、对比①和②，①不加明矾，②加明矾的质量为0.3g，其它条件相同，最终①中水样浊度为87%，②中水样浊度为16%，可以得出的结论是：明矾能有效降低水的浊度；④加明矾的质量为0.4g，其它条件与①相同，最终④中水样浊度为14%，对比①④也可以获得相同的结论。 b、对比③和④，③静置时间为10min，④静置时间为20min，其它条件相同，最终③中水样浊度为31%，④中水样浊度为14%，可以获得的结论是：相同条件下，静置时间越长，净化效果越好。 c、实验3所要探究的明矾净水的影响因素是加明矾的质量、静置时间，除上述外，对比②和④，②加明矾的质量为0.3g，④加明矾的质量为0.4g，其它条件相同，最终②中水样浊度为16%，④中水样浊度为14%，可以获得的结论是：相同条件下，加明矾的质量越大，净化效果越好。 （6）从实验1的净水速率和效果来看，小卵石净化速率快，效果差；石英砂净化速率较慢，效果一般；活性炭净化速率很慢，效果好，因此净水时需要先让水流经小卵石，后流经石英砂，最后流过活性炭，则材料从上到下最佳堆叠顺序是小卵石→石英砂→活性炭，故选：A。 （7）当水从下口进入时，较大的杂质会先沉淀下来，避免堵塞活性炭的上表面。同时，水流从上口流出，可以确保水与活性炭充分接触，提高净化效果，因此入水口应为B。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $