3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(科粤版·新教材)

第三单元维持生命的物质—氧气、水 3.5跨学科实践活动： 水的净化与自制净水器 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.下列关于水净化过程中常用方法的说法，正确的是 () A.明矾可以促进水中悬浮物的沉降 B.过滤能除去天然水中的所有杂质 C.活性炭的吸附作用可使海水转化成淡水 D.过滤或加热均能减少水中的可溶性杂质 2.[2025咸阳礼泉期中]水的净化对我们生活意义重大。图甲为自来水厂净水过程示意图，图乙为 化学小组自制的简易净水器。 消毒剂 天然水 加混凝剂 小卵石 反应沉淀池 过 活性炭、 吸附池清水池配水泵 石英砂 池 用户见 蓬松棉 (第2题图) (1)自来水厂输送到用户的自来水 (填“是”或“不是”)纯水。 (2)图乙小卵石和石英砂的净水原理与图甲中的 净水过程相同。 (3)图乙简易净水器存在不足，需要改进的做法是 (4)水资源短缺会影响人类生活，制约经济发展。请写出一种节水的措施： 幻二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.[2025南阳一模]家用净水器的广泛应用反映了人们对饮用水安全的重视。如图是某家用净水器 的工作原理（其中PP棉的作用是除去泥沙、铁锈等，RO反渗透膜的作用是除去重金属、细菌、病 毒等)，下列有关说法错误的是 () A.PP棉可过滤除去水中的大颗粒物 B.活性炭能吸附水中一些溶解的杂质，除去异味 C.RO反渗透膜的作用相当于蒸馏操作 D.经过该净水器处理后的水属于混合物 入水口 一手柄 出水口 活性炭复合滤芯 出水口 高精度陶瓷滤芯 净水机 品哈 颗粒 RO 自来水+PP棉 超精细 活性炭 石块钟乳石稻草 入水口 反渗透膜 活性炭 纯净水 分 乙 (第3题图) (第4题图) 4.舒青境古代科技古人利用石块、稻草等材料制作的净水桶（如图甲），其原理与现代净水器（如图 乙)相似。下列有关分析不正确的是 () A.图甲净水桶按照石块在上稻草在下的顺序填充 B.图甲中钟乳石为多孔结构可起到吸附作用 C.图乙进水的方式具有更好的净水效果 D.经过图乙装置净化过的水是纯净物 45 拔尖特训·化学（科粤版）九年级上 5.[2024包头昆都仑期末]兴趣小组同学假期对当地湖泊水质进行了如下学习之旅。 (1)开展“水质检测及自制净水器”实践活动，部分内容如图甲。 三600 159ppm 300 班 10 会结水垢 颗粒状 般 0一较高 活性炭 高 水质纯度 (a) (b) (c) (第5题图甲) ①水质检测：TDS值与水质纯度的关系如图(a)。当地湖泊水的TDS值如图(b),其水质纯度为 (填“高”“较高”“一般”或“会结水垢”)。 ②小组同学设计了图(c)所示的活性炭净水器，利用的活性炭的性质是 (2)水的净化探究，如图乙所示。 ①Ⅲ中操作的名称是 ,其中玻璃棒的作 明矾乡 用是 0 搅拌后静置 有臭味的 ②写出操作Ⅲ中的一个注意事项： 浑浊河水 -液体M (第5题图乙) 道三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 6.易错题水是人类宝贵的自然资源。 (1)节约用水和防治水体污染并举，是科学用水的方法。下列做法中，不正确的是 (填字母)。 A.用洗菜水冲厕所 B.生活污水任意排放 C.工业废水处理达标后排放 (2)小金是一个科学迷，在观看了有关野外求生的电视节目后，自己 保鲜膜石子 也试着制作净水装置（如图I所示），在较大容器内装入天然水，中间 放置较小容器，将较大容器上口用保鲜膜封上，并将一块石子置于保 天然水较大容器 较小容器 鲜膜上，使其恰好停留在较小容器的正上方，然后将该装置置于烈日 下，一段时间后，较小容器内获得了纯净的水。小金利用这个装置获 ,净水出口 得纯净的水的过程中，运用的主要方法是（填字母）。 滤料丙 A.蒸发 B.过滤 C.沉淀 D.蒸馏 滤料乙 净水装置 (3)为了解决人们在野外生活和工作时的饮水问题，小金开展了 (滤料) 滤料甲 便携式野外净水器的设计和制作，设计方案如图Ⅱ所示（其中箭 加压装置 头表示预设的水流方向)。为了使水质符合饮用水标准，小金选 原水进口G (活塞) 择了三种滤料去除原水中的杂质，三种滤料的用途如表所示，则 滤料甲、乙、丙分别为 (按顺序填写滤料编号)。 (第6题图) 滤料编号 用途 ① 去除水中的泥沙、悬浮物等大颗粒污染物 ② 去除大分子有机物、部分重金属离子和细菌等 ③ 去除残留的细菌、小分子有机物、重金属离子和异味等 46 >“答案与解析”见P212.C从图中可知淡水占全球储水量的1%，但可利用的 淡水只是淡水中的一部分，并非占全球储水量的1%，故C 说法错误。 3.C工业废水处理达标后再利用，这样可以减少水资源 的浪费，同时避免污染环境，符合节水和保护水资源的要 求，故A正确。农业上用喷灌和滴灌取代大水漫灌，喷灌 和滴灌能够更精准地为农作物供水，大大减少了水的浪 费，符合节水的理念，故B正确。生活中洗菜和淘米的水 直接倒掉，这是对水资源的浪费，洗菜和淘米的水其实可 以用来浇花、冲厕所等，故C错误。实验完清洗仪器后及 时关闭水龙头，避免了水在不必要的情况下继续流淌，从 而节约用水，故D正确。 4.(1)重度缺水(2)82 〔解析)(1)我国北方年人均水量约为720m3,在500~ 1000m3范围内，水资源紧缺程度为重度缺水。(2)若成 年人每人每天饮水约2kg,则成年人每人每年的饮水量为 2kg×365=730kg,则60t(即60000kg)水能供1个成年 人饮用90年≈82年。 5.B减少使用一次性碗筷，树立环保意识，有利于节约资 源和环境保护，故A做法与绿色发展理念相符，不符合题 意；化肥和农药的利用对于提高农作物的产量作用很大， 因此化肥和农药还不能禁止使用，应当合理使用化肥、农 药，保护水资源，故B做法与绿色发展理念不相符，符合题 意；垃圾分类回收可以实现资源循环利用，既可以节约资 源也可以减少污染，故C做法与绿色发展理念相符，不符 合题意；提倡绿色出行，改善空气质量，既能节约化石燃料 的使用，又能减少环境污染，故D做法与绿色发展理念相 符，不符合题意。 6.D①地球上的水总储量虽然很大，但淡水很少；②我 国淡水资源总量居世界第六位，但人均水量很少：③“南水 北调”工程是将南方的水资源转移到北方，可以说明南方 的水储量多，北方的水储量少：④一般气温较高的地区及 沿海地区的水循环更活跃，水资源丰富，内陆和沙漠地区 水资源贫乏。 7.(1)短缺(2)①洗手后及时关闭水龙头②洗澡时 减少淋浴时间③用洗过衣服的水拖地（合理答案均可）》 (3)①②③ C解析)(1)据图可以看出，我国的人均水量不到5000m3, 远小于世界人均水量，故我国是一个水资源短缺的国家。 (2)在生活中可采取的节约用水的措施有很多，如洗手后 及时关闭水龙头、洗澡时减少淋浴时间、用洗过衣服的水 拖地、用洗过衣服的水冲厕所、用淘米的水浇花等。(3)大 量含磷废水排人水体会使水中磷元素的含量增大，导致水 生植物疯长、水中缺氧、鱼类死亡、水质变坏，由此带来的污 染叫水体富营养化。 8.(1)丙(2)乙(3)氧气水中生物死亡（合理答案 均可) 〔解析)(1)根据表中数据可知，丙河的河水中所有的指标 都符合国家Ⅲ类水标准。(2)由图可知，乙河的河水对泥 鳅红细胞某项指标的影响最大。(3)溶解氧中的“氧”是指 氧气；氧气能供给呼吸，若河水中溶解氧减少，则可能会使 水中生物死亡、水质恶化等。 9.(1)①自来水收费项目中还包含水资源费和污水处理 费②提醒人们节约用水(2)微观粒子的电子数 (3)CD 〔解析)(2)水分于在特定的条件下容易得到1个氢离于 (H),形成水合氢离子(HO)。从水分子到水合氢离 子，微观粒子的结构发生了改变；水分子转变成水合氢离 子，微观粒子的化学性质发生了改变；氢离子中不含电子， 水分子与水合氢离子的电子数相同，没有发生改变。 (3)干冰是固态的二氧化碳，“热冰”是水，两者性质不同， 不能用“热冰”代替干冰，A错误；利用热冰”防止冰川融化 是不现实的，B错误；在室温下制作冰雕和建室温溜冰场， 符合“热冰”的性质，C、D正确。 3.5跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 1.A明矾溶于水后的生成物能吸附悬浮杂质，加速沉降， A正确；过滤是把不溶性固体与液体分离的一种方法，不 能除去可溶性杂质，B、D错误；活性炭能吸附水中的色素 和异味，不能使海水转化成淡水，C错误。 2.(1)不是(2)过滤池(3)在石英砂和蓬松棉之间添 加活性炭层(4)用淘米水浇花（或用洗过衣服的水冲厕 所等合理答案均可) 〔解析)(1)自来水厂输送到用户的自来水不是纯水，因为 水中还含有可溶性物质。(2)简易净水器中小卵石和石英 砂的作用是过滤，除去水中不溶性杂质，与自来水厂净水 过程中的过滤池的作用相同。(3)该简易净水器缺少吸附 色素和异味的物质，需要改进的做法是在石英砂和蓬松棉 之间添加活性炭层，因为活性炭具有吸附性，可吸附水中 的色素和异味。 3.CPP棉能除去水中的泥沙、铁锈等，主要用于除去大 颗粒不溶性杂质，故选项A正确。活性炭具有疏松多孔的 结构，能吸附水中一些溶解的杂质，除去异味，故选项B正 确。RO反渗透膜的作用是除去多种金属离子、细菌、病毒 等，而蒸馏（利用混合液体中各组分沸点不同进行分离）操 作可以除去水中的所有杂质，故RO反渗透膜的作用与蒸 馏操作不一样，故选项C不正确。经过该净水器处理后的 水中还含有可溶性杂质等，属于混合物，故选项D正确。 4.D图甲净水桶石块在上除去水中较大的摊溶性杂质， 稻草在下除去水中较小的难溶性杂质，按此顺序填充正 确，故A说法正确；图甲中钟乳石为多孔结构可起到吸附 作用，故B说法正确；图乙进水的方式具有更好的净水效 果，因为高精度陶瓷滤芯可以除去水中的难溶性杂质，活 性炭复合滤芯可以吸附水中的色素和异味，故C说法正 确：经过图乙装置净化过的水中仍含有可溶性杂质，因此 属于混合物，故D说法错误。 5.(1)①一般②能吸附水中的色素及异味(2)①过 滤引流②滤纸要紧贴漏斗内壁（合理答案均可） 〔解析)(1)根据题干信息、活性炭的性质来分析。(2)根 据图示操作、仪器的用途、过滤操作的注意事项来分析。 6.(1)B(2)D(3)①②③ 〔解析)(1)用洗菜水冲厕所可以避免水的浪费，有利于节 约用水，A正确：生活污水任意排放，会造成水体污染，B不 正确：工业废水处理达标后排放可避免水体污染，有利于 保护水资源，C正确。(2)将较大容器上口用保鲜膜封上， 并将一块石子置于保鲜膜上，使其恰好停留在较小容器的 正上方，然后将该装置置于烈日下，一段时间后，较小容器 内获得了纯净的水，这一过程利用的是水蒸发变为水蒸 气，水蒸气冷凝变为水，属于蒸馏的过程，所以利用这个装 置获得纯净的水的过程中，运用的主要方法是蒸馏。 (3)该净水器除杂质是按照杂质颗粒由大到小的顺序来进 行的，所以滤料甲先去除水中的泥沙、悬浮物等大颗粒污 染物，然后滤料乙去除大分子有机物、部分重金属离子和 细菌等，最后滤料丙去除残留的细菌、小分子有机物、重金 属离于和异味等，从而使水质符合饮用水的标准。 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.活性炭的吸附性是物理性质，活性炭吸附水中的 色素和异味的过程发生的是物理变化，而水的杀菌消毒 过程发生的是化学变化 第三单元拔尖自主测评 1.A硫在空气中燃烧，是剧烈的氧化反应，发光、放热明 显，反应迅速，不属于缓慢氧化。 2.A通常状况下，氧气是一种无色、无气味的气体，这是氧 气的基本物理性质，故A正确：氧气化学性质比较活泼，能与 许多物质反应，但是氧气不能与所有物质发生氧化反应，如氧 气与水不反应，故B错误；氧气在约一183℃可以液化，但液态 氧气是淡蓝色的，不是无色的，故C错误；鱼能在水中生存，是 因为水中含有溶解氧，但氧气不易溶于水，故D错误。 3.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，有利于 铁丝持续燃烧，B合理；铁丝燃烧放出大量的热，若集气瓶 内没有放少量水或铺一层细沙，反应生成的高温熔融物直 接溅落在集气瓶底，瓶底会炸裂，而用于引燃的火柴过长 则可能造成铁丝不能燃烧，C不合理；给试管里的固体加热 时，试管口未略向下倾斜可能会使冷凝水倒流到热的试管 底部而使试管炸裂，D合理。 4.B过氧化氢能分解制氧气；图示实验的研究方法是对 比实验法：二氧化锰不能分解生成氧气；没有检验反应前 后二氧化锰的质量和化学性质是否改变，不能证明二氧化 锰是该反应的催化剂。 5.A火上浇油的化学原理是添加可燃物，使燃烧更旺盛， A的解释不合理；风助火威的化学原理是增加空气的流动 性，流动的空气能够为燃烧提供充足的氧气，B的解释合 理；釜底抽薪的化学原理是把木柴从锅底抽掉，从而达到 灭火的目的，说明了燃烧需要可燃物，C的解释合理；钻木 取火的化学原理是摩擦生热，当温度达到木头的着火点且 木头放在空气中，木头就可以燃烧起来，D的解释合理。 6.C超滤膜可以过滤部分颗粒杂质，降低浑浊度，故A 说法正确；抗菌球可以去除细菌，故B说法正确；通过“生 命吸管”得到的水中仍含有可溶性杂质，因此属于混合物， 故C说法错误；活性炭消除异味和色素，是利用了它的吸 附性，故D说法正确。 7.B用水来灭火，是因为降低了可燃物的温度至其着火点 以下，故A错误；图乙中烧杯内的蜡烛由下而上依次熄灭， 说明CO2的密度比空气大，故B正确；镁能够在二氧化碳气 体中继续燃烧，因此金属镁燃烧导致的火灾不能用C○2来 熄灭，故C错误；铜片上的白磷和红磷均与空气中的氧气接 融，实验中观察到铜片上的白磷燃烧而红磷没有燃烧，对比 可知可燃物燃烧需要温度达到着火，点，故D错误。 8.C①镁粉燃烧会发出耀眼的白光，所以氧烛在使用时 可能具有照明的功能。②氯酸钠在催化剂的作用下，受热 分解生成氯化钠和氧气，该反应属于分解反应；镁粉和氧 气在点燃的条件下反应生成氧化镁，该反应属于化合反 应。③化学反应前后，催化剂的质量和化学性质均不发生 改变。④镁粉过少，产生的热量不足，会导致氯酸钠无法 持续分解；镁粉过多，燃烧时会消耗较多的氧气，从而减少 产生氧气的量。 9.D铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，说 明化学反应的难易与反应物浓度有关；碳在常温下不与氧 气发生反应，而在点燃时能与氧气发生反应，说明温度能 影响化学反应的进行；过氧化氢在加入二氧化锰后迅速分