3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器（题型专练）化学新教材科粤版九年级上册

**基本信息** 以水的净化方法为核心，通过四题型系统构建从基础原理到跨学科实践的方法体系，强化科学探究与实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01 水的净化方法|1典例+3变式|提炼净化方法分类、净化程度排序及净水剂作用|从基础方法（沉淀、过滤等）到效果比较，构建概念认知链| |题型02 自来水厂的净化过程|1典例+3变式|解析水厂流程各环节作用（混凝、过滤等）|联系实际生产，实现原理应用迁移| |题型03 过滤法净化水|1典例+3变式|归纳过滤操作要点及误差分析|从实验操作到原理理解，培养科学思维| |题型04 设计与制作净水器|1典例+3变式|强调材料选择、结构设计及效率优化|综合多方法，提升跨学科实践能力|

第五节 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 （题型突破·举一反三） 题型01 水的净化方法 题型02 自来水厂的净化过程 题型03 过滤法净化水 题型04 设计与制作净水器 ▌题型01 水的净化方法 【典例1】【答案】D 【变式1-1】【答案】D 【变式1-2】【答案】C 【变式1-3】【答案】D ▌题型02 自来水厂的净化过程 【典例2】【答案】C 【变式2-1】【答案】A 【变式2-2】【答案】C 【变式2-3】【答案】D ▌题型03 过滤法净化水 【典例3】【答案】C 【变式3-1】【答案】D 【变式3-2】【答案】B 【变式3-3】【答案】 漏斗内壁 漏斗边缘 滤纸边缘 玻璃棒 三层滤纸处 烧杯内壁 ▌题型04 设计与制作净水器 【典例4】【答案】B 【变式4-1】【答案】C 【变式4-2】【答案】C 【变式4-3】【答案】(1)细沙与粗砂的填充顺序影响净水效果/污水先通过粗砂净水效果好 (2)泥沙堵塞了活性炭上的小孔/泥沙破坏了活性炭疏松多孔结构 / 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 $ 第五节 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 （题型突破·举一反三） 题型01 水的净化方法 题型02 自来水厂的净化过程 题型03 过滤法净化水 题型04 设计与制作净水器 ▌题型01 水的净化方法 净化水的四种方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏。 1.净水效果最好的方法是蒸馏；有吸附作用的净水剂是活性炭。 2.静置沉淀、吸附沉淀要用明矾作絮凝剂。明矾溶于水会形成胶状物，能吸附悬浮杂质。净化程度由低到高的顺序是：沉淀（沉降）、过滤、吸附、蒸馏。 【典例1】（25-26九年级上·陕西西安·期末）水是生命之源，下列有关水的净化方法错误的是 A．过滤可除去水中的不溶性杂质 B．活性炭可吸附水中的色素和异味 C．煮沸可降低水的硬度 D．明矾能将硬水转化为软水 【答案】D 【详解】A、过滤可除去水中的不溶性杂质，说法正确，不符合题意； B、活性炭具有吸附性，可吸附水中的色素和异味，说法正确，不符合题意； C、煮沸可降低水的硬度，说法正确，不符合题意； D、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，不能将硬水转化为软水，说法错误，符合题意。 故选：D。 【变式1-1】在学完“水的净化”之后，小组同学设计了污水净化方案，并构建净水过程模型如下。下列分析错误的是 A．采用过滤方法，除去的是难溶性杂质 B．上图净水方法中，净化程度最高的是蒸馏 C．消毒过程中发生了化学变化 D．最后得到的纯水中含有可溶性杂质 【答案】D 【详解】A、过滤的作用是分离液体和难溶性固体杂质，因此可除去污水中的难溶性杂质，分析正确。 B、蒸馏可以除去水中所有杂质，得到的蒸馏水是纯净物，是题述净水方法中净化程度最高的，分析正确。 C、消毒过程会杀死细菌、病毒等微生物，有新物质生成，属于化学变化，分析正确。 D、蒸馏后得到的纯水是纯净物，不含可溶性杂质，分析错误。 故选D。 【变式1-2】有关水的净化，下列说法错误的是 A．活性炭吸附色素、异味 B．投药消毒过程中发生化学变化 C．按照过滤、沉降、蒸馏的顺序净水效果更好 D．蒸馏是程度最高的净水方法 【答案】C 【详解】A、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味，说法正确，不符合题意； B、投药消毒过程中有新物质生成，发生的是化学变化，说法正确，不符合题意； C、沉降可使悬浮的杂质由于重力作用而沉降到水底，过滤可除去难溶性杂质，蒸馏可除去所有杂质，故按照沉降、过滤、蒸馏的顺序净水效果更好，说法错误，符合题意； D、蒸馏能除去水中所有杂质，净化程度最高，说法正确，不符合题意。 故选：C。 【变式1-3】下列水的净化方法中，最彻底的是 A．加明矾吸附 B．加活性炭吸附 C．杀菌消毒 D．蒸馏 【答案】D 【详解】加明矾吸附能加速水中的悬浮物沉降，活性炭吸附能除去水中的色素和异味，杀菌消毒能除去细菌病毒，蒸馏能除去所有的杂质，则蒸馏净化最彻底，故选D。 ▌题型02 自来水厂的净化过程 【典例2】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）自来水厂净水过程示意图如图所示。下列说法不正确的是 A．第一步是加入混凝剂使水澄清 B．甲池是过滤池将难溶物分离出去 C．吸附池中应加入明矾试剂吸附异味 D．消毒后进入清水池，最后进入千家万户 【答案】C 【详解】自来水厂净水流程为：取水后加混凝剂（如明矾）使悬浮杂质沉降，经沉淀池、过滤池（甲池）除去难溶性杂质，再进入吸附池，加入活性炭吸附色素和异味，之后进入清水池，消毒后经水泵输送给用户。 A、第一步加混凝剂可使水中悬浮杂质沉降，水初步澄清，说法正确，该选项不符合题意； B、甲池为过滤池，可分离难溶性杂质，说法正确，该选项不符合题意； C、吸附池中应加入活性炭吸附异味，明矾是混凝剂，仅用于沉降悬浮杂质，不能吸附异味，说法错误，该选项符合题意； D、消毒后的水进入清水池，最终输送给用户，说法正确，该选项不符合题意； 故选C。 【变式2-1】自来水厂利用活性炭净化水，活性炭对水的净化所起的作用是 A．吸附 B．消毒 C．沉降 D．过滤 【答案】A 【详解】活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，净水时能吸附水中的色素和异味等杂质，因此其净水作用为吸附。消毒一般通过消毒剂实现，沉降通常借助絮凝剂使悬浮杂质沉降，过滤用于除去难溶性杂质，均不是活性炭的作用； 故选A。 【变式2-2】自来水厂净水过程示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．加絮凝剂是为了消毒杀菌 B．过滤可以除去所有杂质 C．活性炭主要起到吸附作用 D．配水泵流出来的水是纯净物 【答案】C 【详解】A、加絮凝剂，絮凝剂可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，不是杀菌消毒，不符合题意； B、过滤可实现固液分离，除去难溶性杂质，不符合题意； C、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，符合题意； D、配水泵流出来的水中还含有可溶性杂质，属于混合物，不符合题意。 故选C。 【变式2-3】下列关于自来水厂净水的说法错误的是 A．明矾可使悬浮的杂质沉降 B．自来水厂的水源需要保护 C．消毒除去水中部分微生物 D．自来水厂净水后得到纯水 【答案】D 【详解】A、明矾溶于水后会形成胶状物，能够吸附水中悬浮的细小杂质，让这些杂质聚集形成大颗粒， 从而加速杂质的沉降，是净水常用的絮凝剂，该说法符合明矾的净水作用，是正确的。 B、自来水厂的水源多来自天然水体，若水源被污染，后续净水步骤很难完全去除所有有害杂质，因此自来水厂的水源需要进行保护，避免被污染，该说法正确。 C、自来水厂的消毒步骤，一般是加入消毒剂（如、等）杀灭水中的有害微生物，除去水中的部分微生物， 保障用水的生物安全性，该说法正确。 D、自来水厂净水仅去除了难溶性杂质、部分可溶性杂质和微生物，水中仍残留可溶性钙、镁化合物等杂质，属于混合物，并非纯水，该说法错误，符合题意。 ▌题型03 过滤法净化水 【实验1】①取一张圆形滤纸对折两次，打开成圆锥形放入漏斗内，滤纸边缘略低于漏斗口，用手压紧，并用水润湿，参照下图组装实验仪器。 (2)把【实验3】中经硫酸铝或明矾沉淀后的水沿玻璃棒缓慢倒进漏斗中，用烧杯收集滤液。 [观察]烧杯中得到的滤液与过滤前的水相比，有什么不同？ 提示：过滤前的水比较浑浊，底部有沉淀；烧杯中得到的滤液变澄清。 [结论]过滤是利用溶解性差异将固态和液态的混合物分离。 【讨论】过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有哪些？该怎么办？ 原因：滤纸破损；或滤液边缘高于滤纸边缘；或仪器不干净等。 解决方法：应该再过滤一次，直到澄清为止。 【典例3】（25-26 九年级上・陕西西安・期末）下列有关过滤的说法不正确的是 A．玻璃棒的作用是引流 B．过滤时玻璃棒要轻靠在三层滤纸上 C．为加快过滤，可用玻璃棒轻轻搅动漏斗中液体 D．过滤时，漏斗内液面要低于滤纸边缘 【答案】C 【详解】A. 过滤时玻璃棒的作用是引流，防止液体洒出，说法正确； B. 过滤时，玻璃棒要轻靠三层滤纸一侧，可避免戳破滤纸，说法正确； C. 用玻璃棒搅动漏斗内的液体，极易损坏滤纸，导致过滤失败，说法错误； D. 漏斗内液面低于滤纸边缘，可避免液体未经过滤从滤纸和漏斗的缝隙流下，保证过滤效果，说法正确。 【变式3-1】过滤是化学实验中的基本操作之一，该操作没有用到仪器中的 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】过滤需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、铁架台、漏斗。量筒，仅用于定量量取液体体积，过滤操作不需要量取液体体积，因此无需使用，故选D。 【变式3-2】古人在缺乏现代仪器的情况下，依然可以通过纱布、秸秆、砂石等物品完成过滤，下列实验仪器中，在进行实验室过滤操作时不需使用的是 A．烧杯 B．酒精灯 C．玻璃棒 D．漏斗 【答案】B 【详解】过滤操作的作用是分离不溶性固体与液体，需要用烧杯盛放待过滤的液体、承接过滤后的滤液，用漏斗制作过滤器，用玻璃棒引流，全程不需要加热，不需要用到酒精灯。故选B。 【变式3-3】过滤：补充图中横线内容______、______、______、______、______、______。 【答案】 漏斗内壁 漏斗边缘 滤纸边缘 玻璃棒 三层滤纸处 烧杯内壁 【详解】略。 ▌题型04 设计与制作净水器 自制净水器需综合考虑各层材料的种类与厚度、填料顺序、容器规 格（大小、形状）等因素，合理设置进水与出水方向，以提高净水效率； 同时还需要根据成本调整材料厚度、填料层数、材料种类等。 【典例4】（25-26 九年级上・广东广州・阶段检测）某跨学科实践活动小组设计并制作的净水器如图所示。下列说法不合理的是 A．小卵石和石英砂起过滤作用 B．净化后的水是纯净物 C．蓬松棉主要起支撑和辅助过滤作用 D．活性炭主要起吸附作用 【答案】B 【详解】A.小卵石可过滤颗粒较大的不溶性杂质，石英砂可过滤颗粒较小的不溶性杂质，二者均起过滤作用，表述正确。 B.该净水器只能除去水中的不溶性杂质、色素和异味，无法去除可溶性杂质（如可溶性钙镁化合物等），因此净化后的水属于混合物，不是纯净物，表述错误。 C.蓬松棉位于装置最下层，既可以支撑上层的过滤、吸附材料，也可以过滤微小的不溶性杂质，起支撑和辅助过滤作用，表述正确。 D.活性炭具有疏松多孔的结构，可吸附水中的色素和异味，主要起吸附作用，表述正确。 【变式4-1】某学习小组在完成“自制简易净水器”的跨学科实践活动中，制作了如图所示的净水器。下列说法不正确的是 A．净水时水最先流经小卵石 B．滤膜可以除去不可溶性物质 C．该装置能将天然水净化为纯净水 D．紫外灯的作用是杀菌消毒 【答案】C 【详解】A、在该简易净水器中，水从上方进入，最先流经小卵石，小卵石起到初步过滤大颗粒不溶性杂质的作用，该说法正确，不符合题意。 B、滤膜可以阻挡不可溶性物质通过，从而除去水中的不溶性杂质，该说法正确，不符合题意。 C、该简易净水器中小卵石、石英砂、活性炭、滤膜能除去不溶性杂质，活性炭还能吸附色素和异味，紫外灯能杀菌消毒，但水中仍可能含有可溶性的钙镁化合物等杂质，不能将天然水净化为纯净水，该说法错误，符合题意。 D、紫外灯具有杀菌消毒的作用，可杀死水中的细菌和病毒等微生物，该说法正确，不符合题意。 故选C。 【变式4-2】化学小组同学制作的野外生存简易净水器如图所示，下列说法错误的 A．小石块使塑料膜形成倾斜面，利于水的收集 B．该净水过程利用了蒸馏的原理 C．该净水过程中用到了吸附操作 D．该装置也能够对海水进行净化 【答案】C 【详解】A. 小石块压在塑料膜的中部，使塑料膜形成中间低、周边高的倾斜面，便于冷凝后的水汇集到中间滴落，利于水的收集，说法正确。 B. 整个过程包含水的蒸发和冷凝两个步骤，利用了蒸馏的分离原理，说法正确。 C. 吸附操作需要使用活性炭、明矾等具有吸附性的物质，该装置中无吸附性试剂，未用到吸附操作，说法错误。 D. 蒸馏可分离水和海水中的非挥发性盐类，得到淡水，因此该装置可净化海水，说法正确。 【变式4-3】浩海中学化学综合实践小组的同学在老师的带领下，开展了设计与制作简易净水器跨学科实践活动。 【设计目的】除去生活污水中的泥沙、茶叶、食物残渣﹑色素等杂质。 【材料准备】①一瓶生活污水的水样。②大号饮料瓶、纱布、粗砂、细沙、活性炭等。 【设计制作】自制净水器及测试结果如下： 组别 测试结果 洁净程度 收回水的量(%) 净水速度(mL/min) 一组 好 >95 约为250 二组 中 >90 约为90 三组 差 >90 约为15 【交流讨论】 (1)第一组和第二组对比，得出的结论为___________。 (2)第三组将活性炭放在最上层，影响活性炭吸附效果的原因是___________。 【答案】(1)细沙与粗砂的填充顺序影响净水效果/污水先通过粗砂净水效果好 (2)泥沙堵塞了活性炭上的小孔/泥沙破坏了活性炭疏松多孔结构 【详解】（1）由题干可知，一组和二组除了细沙与粗砂的填充顺序不一样，其它都相同，一组中水先经过粗砂再经过细沙，二组中水先经过细沙再经过粗砂，结合表中数据可知，一组比二组净水效果更好。第一组和第二组对比，得出的结论是细沙与粗砂的填充顺序影响净水效果或污水先通过粗砂净水效果好（合理即可）。 （2）粗砂是过滤掉较大颗粒的不溶性杂质，细沙是过滤掉较小颗粒的不溶性杂质，而活性炭是吸附溶解在水中的异味和色素，这些物质大部分以粒子的形式存在。第三组将活性炭放在最上层，泥沙堵塞了活性炭上的小孔或泥沙破坏了活性炭疏松多孔结构，影响了活性炭的吸附效果。 / 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 $ 第五节 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 （题型突破·举一反三） 题型01 水的净化方法 题型02 自来水厂的净化过程 题型03 过滤法净化水 题型04 设计与制作净水器 ▌题型01 水的净化方法 净化水的四种方法： 、 、 、 。 1.净水效果最好的方法是蒸馏；有吸附作用的净水剂是 。 2.静置沉淀、吸附沉淀要用 作絮凝剂。明矾溶于水会形成胶状物，能吸附悬浮杂质。净化程度由低到高的顺序是： （沉降）、 、 、 。 【典例1】（25-26九年级上·陕西西安·期末）水是生命之源，下列有关水的净化方法错误的是 A．过滤可除去水中的不溶性杂质 B．活性炭可吸附水中的色素和异味 C．煮沸可降低水的硬度 D．明矾能将硬水转化为软水 【变式1-1】在学完“水的净化”之后，小组同学设计了污水净化方案，并构建净水过程模型如下。下列分析错误的是 A．采用过滤方法，除去的是难溶性杂质 B．上图净水方法中，净化程度最高的是蒸馏 C．消毒过程中发生了化学变化 D．最后得到的纯水中含有可溶性杂质 【变式1-2】有关水的净化，下列说法错误的是 A．活性炭吸附色素、异味 B．投药消毒过程中发生化学变化 C．按照过滤、沉降、蒸馏的顺序净水效果更好 D．蒸馏是程度最高的净水方法 【变式1-3】下列水的净化方法中，最彻底的是 A．加明矾吸附 B．加活性炭吸附 C．杀菌消毒 D．蒸馏 ▌题型02 自来水厂的净化过程 【典例2】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）自来水厂净水过程示意图如图所示。下列说法不正确的是 A．第一步是加入混凝剂使水澄清 B．甲池是过滤池将难溶物分离出去 C．吸附池中应加入明矾试剂吸附异味 D．消毒后进入清水池，最后进入千家万户 【变式2-1】自来水厂利用活性炭净化水，活性炭对水的净化所起的作用是 A．吸附 B．消毒 C．沉降 D．过滤 【变式2-2】自来水厂净水过程示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．加絮凝剂是为了消毒杀菌 B．过滤可以除去所有杂质 C．活性炭主要起到吸附作用 D．配水泵流出来的水是纯净物 【变式2-3】下列关于自来水厂净水的说法错误的是 A．明矾可使悬浮的杂质沉降 B．自来水厂的水源需要保护 C．消毒除去水中部分微生物 D．自来水厂净水后得到纯水 ▌题型03 过滤法净化水 【实验1】①取一张圆形滤纸对折两次，打开成圆锥形放入漏斗内，滤纸边缘略低于漏斗口，用手压紧，并用水润湿，参照下图组装实验仪器。 (2)把【实验3】中经硫酸铝或明矾沉淀后的水沿玻璃棒缓慢倒进漏斗中，用烧杯收集滤液。 [观察]烧杯中得到的滤液与过滤前的水相比，有什么不同？ [结论]过滤是利用 性差异将 态和 态的混合物分离。 【讨论】过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有哪些？该怎么办？ 【典例3】（25-26 九年级上・陕西西安・期末）下列有关过滤的说法不正确的是 A．玻璃棒的作用是引流 B．过滤时玻璃棒要轻靠在三层滤纸上 C．为加快过滤，可用玻璃棒轻轻搅动漏斗中液体 D．过滤时，漏斗内液面要低于滤纸边缘 【变式3-1】过滤是化学实验中的基本操作之一，该操作没有用到仪器中的 A． B． C． D． 【变式3-2】古人在缺乏现代仪器的情况下，依然可以通过纱布、秸秆、砂石等物品完成过滤，下列实验仪器中，在进行实验室过滤操作时不需使用的是 A．烧杯 B．酒精灯 C．玻璃棒 D．漏斗 【变式3-3】过滤：补充图中横线内容______、______、______、______、______、______。 ▌题型04 设计与制作净水器 自制净水器需综合考虑各层材料的种类与厚度、填料顺序、容器规 格（大小、形状）等因素，合理设置进水与出水方向，以提高净水效率； 同时还需要根据成本调整材料厚度、填料层数、材料种类等。 【典例4】（25-26 九年级上・广东广州・阶段检测）某跨学科实践活动小组设计并制作的净水器如图所示。下列说法不合理的是 A．小卵石和石英砂起过滤作用 B．净化后的水是纯净物 C．蓬松棉主要起支撑和辅助过滤作用 D．活性炭主要起吸附作用 【变式4-1】某学习小组在完成“自制简易净水器”的跨学科实践活动中，制作了如图所示的净水器。下列说法不正确的是 A．净水时水最先流经小卵石 B．滤膜可以除去不可溶性物质 C．该装置能将天然水净化为纯净水 D．紫外灯的作用是杀菌消毒 【变式4-2】化学小组同学制作的野外生存简易净水器如图所示，下列说法错误的 A．小石块使塑料膜形成倾斜面，利于水的收集 B．该净水过程利用了蒸馏的原理 C．该净水过程中用到了吸附操作 D．该装置也能够对海水进行净化 【变式4-3】浩海中学化学综合实践小组的同学在老师的带领下，开展了设计与制作简易净水器跨学科实践活动。 【设计目的】除去生活污水中的泥沙、茶叶、食物残渣﹑色素等杂质。 【材料准备】①一瓶生活污水的水样。②大号饮料瓶、纱布、粗砂、细沙、活性炭等。 【设计制作】自制净水器及测试结果如下： 组别 测试结果 洁净程度 收回水的量(%) 净水速度(mL/min) 一组 好 >95 约为250 二组 中 >90 约为90 三组 差 >90 约为15 【交流讨论】 (1)第一组和第二组对比，得出的结论为___________。 (2)第三组将活性炭放在最上层，影响活性炭吸附效果的原因是___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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