第2章 第4节 第2课时 水的净化和综合利用-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(沪教版·新教材)

第2章空气与水资源 第2课时水的净化和综合利用 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.舒素养科学态度与责任[2025长沙]下列有关用水、节水的说法，正确的是 () A.工业废水直接排放 B.推广使用节水器具 C.任意开采使用地下水 D.园林种植提倡大水漫灌 2.易错题[2025滨州质检]小明同学去旅游时，用瓶子装了一些山下的泉水，带回了实验室，在老师 的指导下，按如图所示的流程进行实验，制取蒸馏水。请回答下列问题： (1)向水样中加入明矾的作用是 加明矾 加活性炭 消毒剂蒸馏 (2)向滤液中加入活性炭，利用其 性，除去水 滤液清水 上蒸馏水 水样过滤 样中的 一沉淀 (3)进行过滤操作时，下列做法中，错误的是 (第2题图) (填字母)。 A.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁 C.滤纸的边缘要低于漏斗口 D.液面不要低于滤纸边缘 (4)在这个流程中，净化程度最高的是 (5)过滤操作中发现过滤速度慢的原因是 (写一种即可)，过 滤后发现滤液仍浑浊，可能的原因是 (写一种即可)： (6)改进过滤操作后得到澄清透明的液体，小明兴奋地说：“我得到了纯水！”他的说法正确吗？ ,理由是 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能。 3.舒超势创新实验[2024赤峰]如图所示为一款简易海水淡化器。下列关于该装 /I\ 置淡化海水的过程认识，正确的是 ）塑料膜 小石块 A.海水中含有的盐分被蒸发 水杯 淡水 B.水杯收集到的水是混合物 海水 C.与自来水的净水过程相同 (第3题图) D.变化中没有产生新的物质 4.舒生活实践研究“水”，可以从多角度展开。化学兴趣小组的同学们进行如下探究活动： 任务一：参观自来水生产过程 加絮凝剂 用查了解1到当地自来水参观自来水的生产过程，日合-口 加消毒剂 了解到自来水的生产过程如图甲所示。 取水口沉淀池过滤池活性炭清水池水泵用户 吸附池 【分析交流】 (第4题图甲) (1)在如图所示的自来水生产过程中，未涉及的净水方法是 (填字母)。 A.吸附 B.沉淀 C.过滤 D.蒸馏 (2)在如图所示的流程中，加消毒剂发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 25 拔尖特训·化学（沪教版）九年级上 任务二：开展“水质检测及自制净水器”实践活动 【查阅资料】 (3)水质检测：TDS(总溶解性固体)值是检测水质的一项重要指标，TDS值和水质纯度的关系如 图乙所示。某水样经净水器净化后的TDS值如图丙所示，则净化后的水质纯度为 600 一小卵石 是400 159ppm 石英砂 沸石 活性炭 会结 高般水垢 生态膜 紫外线灯 水质纯度 丙 (第4题图) 【实践操作】 (4)小组同学自制了如图丁所示的简易净水器。下列说法中，错误的是 (填字母)。 A.净水时水最先流经小卵石进行过滤 B.活性炭的作用是吸附水中的色素和异味 C.紫外线灯可起到消毒杀菌的作用 D.该装置能将天然水净化为纯净水 道]三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 5.[2025苏州质检]水是生命之源，是人类宝贵的自然资源。絮凝剂常用于水的净化，实 验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。 【进行实验】 I.配制水样和絮凝剂溶液 配制水样：向10L水中加入25g高岭土，搅拌、静置，取上层液体作为水样。 配制絮凝剂溶液：用100mL水和5g絮凝剂进行配制。 Ⅱ.探究影响水样净化效果的因素 取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度 去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如下表： 序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 水样的体积/mL 200 200 200 200 200 200 200 200 200 加入絮凝剂溶液的体积/mL 0 0.2 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 静置时间/mim 20 20 20 10 15 20 20 20 浊度去除率/% 12.48 76.54 84.60 64.45 70.85 81.04 86.02 88.15 86.49 【解释与结论】 (1)实验②中浊度去除率比实验①高的原因是 (2)依据实验④~⑦可得出的结论是 (3)探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是 (填序号)。 【反思与评价】 (4)依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效 果越好”的结论，其证据是 26 >“答案与解析”见PI2合理答案均可)(4)有无新物质生成 〔解析)(1)电解水时所用的电源为直流电源：观察题图可 知，C试管中的气体比D试管中少，由“正氧负氢，氢二氧 一”可知，C试管中的气体为氧气，故A为正极，B为负极。 (2)C试管内产生的是氧气，氧气可用带火星的小木条进 行检验；D试管内产生的是氢气，氧气与氢气的体积比为 1:2,该实验可说明水是由氢、氧两种元素组成的；水在通 电的条件下分解生成氢气和氧气，该反应的文字表达式为 水通电氢气+氧气。(3》电解水时氧气与氢气的体积比小 于1：2，原因可能是氧气和氢气在水中的溶解性不同，氧 气在水中的溶解性比氢气的稍强些，也可能是部分氧气与 电极材料发生反应被消耗。(4)水蒸发为物理变化，没有 新物质生成，电解水为化学变化，有新物质生成，故其本质 区别是有无新物质生成。 3.C电解水时，电源的正极产生氧气，负极产生氢气，注 射器Ⅱ与电源负极相连，收集到的是氢气，氢气点燃前要 先检验纯度，A正确：电解水时，电源的正极产生氧气，负 极产生氢气，且产生的氢气与氧气的体积比约为2：1，注 射器I接正极，收集到的是氧气，若注射器I的活塞移动 至5L刻度线处，则理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至 10mL刻度线处，B正确；图乙中反应Ⅱ为氧化亚铁与水反 应生成氢气和四氧化三铁，不符合“一变多”的特点，不属 于分解反应，C错误；图甲方法需要通电，消耗电能，图乙方 法是在催化剂的作用下，利用太阳能使水分解，因此图乙 方法的优点是节约能源、成本较低，D正确。 4.(1)增强导电性(2)【提出猜想】电极上分别生成了 氢气和氯气【设计实验】2轻微的爆鸣声【实验反 思】氯化钠十水通电氢氧化钠十氢气+氯气【反思与评 价】不可以氯化钠参与反应，影响实验 〔解析)(2)【设计实验】①按照题图所示连接好实验装 置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电 极上产生的气体，观察到a试管内收集到黄绿色气体，b试 管内收集到无色气体，而氢气和氧气均为无色气体，由此 可知，猜想2肯定是错误的。②氢气具有可燃性，所以用 拇指堵住b试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，会听到 轻微的爆鸣声。【实验反思】由实验现象可知，氯化钠和水 在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气，文字表达式 为氯化钠十水通电氢氧化钠十氢气十氯气。【反思与评价】 由实验现象可知，电解水的实验中，若水中加入氯化钠溶 液，其中的氯化钠会参与反应生成氯气而影响实验，所以 电解水时不可以加人少量的氯化钠溶液 5.(①)氢气（或H,)(2)水十铁高温氢气十四氧化三铁 (3)ad(4)刚开始时，负极与正极产生的气体体积比大于 2：14 〔解析)(1)由英国化学家卡文迪什制得的“可燃空气”在 纯氧中燃烧生成水可知，该“可燃空气”的成分为氢气。 (2)水和铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁，据 此写出该反应的文字表达式。(3)氢氧化钠可以增强溶液 的导电性，ā正确：电解实验过程中是将电能转化为化学 能，b错误：管A和管B中气体的体积比为1：2，质量比不 等于1：2，c错误；电解水时，产生的气体体积远大于消耗 的水的体积，所以管A、B中的水被挤压进入中间的玻璃 管，导致玻璃管中液面上升，d正确。 第2课时水的净化和综合利用 1.B工业废水直接排放会污染水资源，A错误；任意开采 使用地下水会导致地下水位下降、地面塌陷等问题，C错 误；园林种植提倡大水漫灌会浪费水资源，D错误。 2.(1)吸附杂质，加速沉降(2)吸附色素和异味 (3)D(4)蒸馏(5)滤纸没有紧贴漏斗内壁（合理答案 均可)滤纸破损（合理答案均可）(6)不正确液体中 还含有可溶性杂质 〔解析)(1)向水样中加入明矾的作用是利用明矾溶于水 后生成的胶状物对悬浮杂质进行吸附，加速杂质的沉降。 (2)向滤液中加入活性炭，利用其吸附性，除去水样中的色 素和异味。(3)过滤操作要做到“一贴、二低、三靠”，滤液 的液面要低于滤纸的边缘，D错误。(4)题图所示流程中 净化程度最高的是蒸馏。(5)过滤操作中发现过滤的速度 太慢，可能是滤纸没有紧贴漏斗内壁、滤纸堵塞等。过滤后 发现滤液仍然浑浊，可能的原因是滤纸破损、接滤液的烧 杯不干净、过滤器中液面高于滤纸边缘等。(6)改进过滤 操作后得到的澄清透明的液体不是纯水，是因为液体中含 有可溶性杂质。 易错警示 涉及水的净化的有关知识 (1)过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去水 中的可溶性杂质，更不能得到纯净的水。 (2)吸附性是物理性质，活性炭吸附水中的色素、异 味的过程发生的是物理变化，而对水进行杀菌消毒的过 程发生的是化学变化。 (3)硬水与软水的本质区别是含可溶性钙、镁化合 物的多少不同，而不能错误地认为硬水是混合物，软水 是纯净物，降低水的硬度的方法为煮沸或蒸馏，而沉降、 过滤、吸附均不能降低水的硬度。 3.D在淡化海水的过程中，海水中含有的水分被蒸发，盐 分不会蒸发，A错误：水杯收集到的水是水蒸气凝结而成 的，属于纯净物，B错误：自来水的净水过程是沉淀、过滤 吸附、消毒，该装置淡化海水的过程与自来水的净水过程 不同，C错误：此变化中只是水的状态变化，没有产生新 的物质，D正确。 4.(1)D(2)化学(3)一般(4)D 〔解析)(1)自来水的生产过程主要包括：取水→加絮凝 剂→沉淀→过滤·吸附·加消毒剂→到达用户，涉及净水 的方法包括沉淀、吸附、过滤，不包括蒸馏，故选D。(2)加 消毒剂一般是为了杀死细菌等微生物，属于化学变化。 (3)根据题图丙可知水样经净水器净化后的TDS值为 159ppm,对应题图乙可得水质纯度为一般。(4)小卵石对 水进行了过滤，A正确：活性炭能吸附水中的色素和异味， B正确：紫外线灯能起到杀菌消毒的作用，C正确：蒸馏水 是纯净物，经过净化的水中还含有可溶性钙、镁化合物，还 是混合物，不是纯净物，D错误。 5.(1)加入了絮凝剂(2)其他条件相同的情况下，静置 时间越长，浊度去除率越高(3)①②③（合理答案均可） (4)对比实验⑧⑨得出，两组实验中水样的体积与静置 时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去 除率较高 〔解析)(1)由表中数据可知，实验②中加有絮凝剂，故其 浊度去除率比①高。(2)由表中数据可知，实验④一⑦中 加有等量絮凝剂，但静置时间不同，故可得出的结论是其 他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高。 (3)要想探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效 果的影响，则变量为加入絮凝剂溶液的体积，其他条件都 应相同，故可选择表中实验①②③、②③⑦或⑦⑧⑨等 (4)实验⑧⑨中，水样的体积与静置时间都相同，⑧中加入 絮凝剂溶液的体积较小，但浊度去除率较高，则无法得出 ‘静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越 大，净化效果越好”的结论。 跨学科实践活动1制作简易供氧器 1.(1)混合物(2)高锰酸钾制取氧气需要加热，操作不 便（合理答案均可）(3)不漏气(4)9.1(5)②过碳 酸钠制取氧气的速率更快(6)AB 〔解析)(1)由题图甲可知，该制氧机制得的“氧气”中仍含 有氮气，则该制氧机制得的“氧气”属于混合物。(2)高锰 酸钾制取氧气需要加热，所以不便用于家用制氧机中制取 氧气。(3)检查题图乙所示装置的气密性时，关闭弹簧夹 b,将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原 位置，说明装置不漏气。(4)对比实验要控制变量，实验1 中加入的过氧化氢溶液的体积为9.1mL,则实验2中加入 水的体积较合适的也是9.1l。(5)由题图丙可知，相同 时间内，过碳酸钠生成的氧气体积更大，则小组同学决定 选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是过 碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带及过碳酸钠制取 氧气的速率更快。(6)洗气装置中的水能起到的作用是观 察氧气生成速率，降低吸人氧气温度，但它不能加快氧气 生成速率，故选AB。 跨学科实践活动2自制净水器 1.(1)在净水材料的用量、河水体积等条件相同的条件 下，比较不同净水材料的净化效果(2)吸附、过滤 (3)在河水流量、活性炭用量等其他条件相同的条件下，水 自下而上比自上而下通过活性炭层净水效果好(4)明矾 溶于水后能够吸附水中悬浮物并使其沉降（⑤）初始水样 的浑浊度相同，实验34净化后的水样浑浊度比实验33 低(6)B 〔解析)(1)在实验1中，净水材料的用量、河水体积等条件 相同，不同净水材料的净化效果不同。(2)由于活性炭具 有吸附性，在实验1-3中，活性炭的作用是吸附、过滤。 (3)由实验2净水的效果可知，在河水流量、活性炭用量等 其他条件相同的条件下，水自下而上比自上而下通过活性 炭层净水效果好。(4)明矾溶于水生成的胶状物具有吸附 性，能够吸附水中悬浮物并使其沉降，故在实验32中，加 入明矾后水样的浑浊度低于670NTU。(5)初始水样的浑 浊度相同，实验34净化后的水样浑浊度比实验3-3低，则 其他条件相同时，使用自制净水器处理等量水样比使用滤 纸进行过滤净化效果好。(6)由实验效果可知，在简易净 水器中，为了得到更好的净水效果，应将入水口设为B。 第2章拔尖自主测评 1.B空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数， B错误。 2.A无糖汽水中含有水、碳酸等物质，属于混合物，高锰 酸钾由一种物质组成，属于纯净物，A正确；冰水混合物由 一种物质组成，属于纯净物，氧化汞由一种物质组成，属于 纯净物，B错误；加碘食盐中含有碘酸钾、氯化钠等，属于混 合物，洁净的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于 混合物，C错误；五氧化二磷由一种物质组成，属于纯净物， 二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物，D错误。 3.D大量抽取地下水作工业用水，会导致地下水位下降， 引发地面沉降等地质问题，同时也会破坏地下水资源的平 衡，不利于水资源的可持续利用，D错误。 4.C制取氧气时，装置漏气可能会导致始终收集不到较 纯的氧气，A合理：做铁丝在氧气中燃烧的实验时，将铁丝 盘成螺旋状的目的是增大铁丝与氧气的接触面积，B合理： 铁丝燃烧放出大量的热，若集气瓶底部没有放少量水或铺 一层细沙，则反应生成的高温熔融物直接溅落到集气瓶底