第2章 跨学科实践活动1 制作简易供氣器&跨学科实践活动2 自制净水器-【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 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 1.舒素养科学思维兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。 120 言100 过碳酸钠 注 5%过氧化氢 00 20 溶液 通过前 分子筛 通过后 4 8121620 反应 洗气 °氧气分子0氮气分子 时间/min 装置装置 甲 丙 (第1题图) (1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气，其 微观示意图如图甲所示。该制氧机制得的“氧气”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 (2)市场上销售的家用化学试剂氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（化学式为 2NaC0,·3H,0,溶于水后能发生反应：2Na,C0,·3H,0,M0NaC0,十H,0十0，且该反 应放热)。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150mL氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL;以过碳 酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用图乙所示的装置设计如表所示的实验并记录0~20min内量筒中水的体积。 实验次序 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 定体积的水 (3)检查乙装置气密性时，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 (填“漏气”或“不漏气”)。 (4)实验2中加入水 (填“1.41”或“9.1”)mL较为合适。 (5)依据图丙所示的实验结果，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： ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带。 ② 活动三：自制制氧装置 (6)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图丁所示的装置。洗气装置中的水除 了有过滤杂质、提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 (填字母)。 A.观察氧气生成速率 B.降低吸入氧气的温度 C.加快氧气生成速率 ●“答案与解析”见P13 27 拔尖特训·化学（沪教版）九年级上 跨学科实践活动2 自制净水器 1.[2025北京期末]兴趣小组同学在制作简易净水器的过程中，为研究净水效果，进行了下列实验。 【查阅资料】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 净水的目的。Ⅱ.浑浊度用以表示浑浊程度，浑浊度越低代表水质越好。 【进行实验】实验1：分别将等量的不同材料填入装置（如图甲所示），对100L河水（预先滴入 1滴红墨水)进行净化，实验记录如表所示。 微孔瓷 实验序号 净水材料 净水效果 质隔板 1-1 小卵石 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 净水 材料 1-2 石英砂 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 纱布 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 (第1题图甲) 实验2：分别将相同体积的河水注入填充有等量活性炭的净化装置，实验记录如表所示。 实验序号 2-1 2-2 河水一 河水一 活性 实验装置 炭层 净化后 活 收集 炭层目厨 净化后 收集 河水自上而下经过活性炭层 河水自下而上经过活性炭层 净水效果 实验22净化后的水比实验2-1更清澈 实验3：取100mL河水，测定初始水样的浑浊度为670NTU,采用不同的方法分别对水样进行处 理，测定水样的浑浊度，实验记录如表所示。 实验序号 3-1 3-2 3-3 3-4 操作 静置1h 加人明矾 使用滤纸进行过滤 使用自制净水器（如图乙所示）处理 浑浊度/NTU 256 143 55 43 【解释与结论】 小卵石 (1)实验1的目的是 A 石英砂 粒状活 (2)在实验1-3中，活性炭的作用是 活性炭 性炭层 (3)由实验2可以得到的结论是 蓬松棉 B 丙 (4)在实验3-2中，加入明矾后水样的浑浊度低于670NTU的原 (第1题图) 因是 【反思与评价】 (5)依据实验数据，能得出“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 净化效果更好”的结论，其证据是 (6)如图丙所示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，应将入水口设为 (填“A”或“B”)。 28 “答案与解析”见PI3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