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水的净化(第二课时)讲义
沪教版·初中化学·九年级上册·第2章 空气与水资源·第4节
一、知识清单
1. 天然水中含有泥沙等不溶性杂质和可溶性杂质,属于混合物;蒸馏水几乎不含杂质,可看作纯净物。
2. 自来水厂净水的主要步骤依次为沉降、过滤、吸附、消毒。加入明矾可使悬浮杂质凝聚沉降;用活性炭吸附除去色素和异味;通入氯气等杀死细菌。
3. 过滤是把不溶性固体跟液体分离的方法,操作要点为"一贴、二低、三靠"。
4. 活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,吸附色素和异味属于物理变化。
5. 蒸馏可除去水中可溶性杂质,净化程度最高,得到的蒸馏水可看作纯净物。
二、四维核心素养
化学观念:认识水是宝贵的自然资源,能区分混合物与纯净物、物理变化与化学变化。
科学思维:能比较沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏等净化方法的原理与适用范围。
科学探究:初步学会过滤操作,能按"一贴、二低、三靠"规范完成实验。
科学态度与责任:树立节水、护水意识,认识饮用水安全与生命健康的密切关系。
三、重难点
重点:自来水厂净水的主要步骤及其作用;过滤操作的"一贴、二低、三靠"具体内容;明矾、活性炭在净水中的作用。
难点:区分各净化方法所除去杂质的类型(不溶性杂质、可溶性杂质、色素异味、微生物);判断吸附与消毒所属的变化类型;理解蒸馏能除去可溶性杂质、净化程度最高的原理。
四、课堂练习
(一)天然水与自来水厂净水过程
【知识点梳理】天然水中含有泥沙等不溶性杂质,还含有可溶性杂质和微生物,属于混合物。城市自来水厂通过沉降、过滤、吸附、消毒等步骤除去水中的杂质,使之达到饮用水标准。加入明矾,是利用明矾溶于水后形成的胶状物吸附悬浮杂质,使之沉降,该过程主要属于物理变化。吸附步骤使用活性炭,利用其疏松多孔的结构除去水中的色素和异味,属于物理变化。消毒步骤通入氯气或加入漂白粉等,杀死水中的细菌和病毒,该过程有新物质生成,属于化学变化。经上述处理后的自来水仍含有少量可溶性杂质,属于混合物。
1. 下列各种"水"中,属于纯净物的是( )
A. 自来水 B. 矿泉水 C. 蒸馏水 D. 超市出售的纯净水
2. 自来水厂净水过程中,主要除去水中不溶性杂质的步骤是( )
A. 沉降 B. 过滤 C. 吸附 D. 消毒
3. 下列关于明矾净水的说法,正确的是( )
A. 明矾能杀菌消毒
B. 明矾溶于水形成胶状物,吸附悬浮杂质使之沉降
C. 明矾能除去水中的可溶性杂质
D. 明矾净水属于化学变化
4. 自来水厂净水过程中,属于化学变化的是( )
A. 沉降 B. 过滤 C. 活性炭吸附 D. 消毒
5. 自来水厂利用活性炭净水,主要是利用活性炭的( )
A. 还原性 B. 吸附性 C. 导电性 D. 氧化性
6. 天然水属于________(填"混合物"或"纯净物"),因为其中含有________杂质和________杂质。
7. 自来水厂净水的主要步骤依次为:________、________、________、________。
8. 加入明矾的作用是________________;通入氯气消毒的作用是________________。
9. 为什么经自来水厂净化后的水仍属于混合物,而不是纯净物?
10. 有人说"自来水可以直接饮用,说明它是纯净的水",这种说法对吗?为什么?
(二)过滤操作
【知识点梳理】过滤是把不溶性固体跟液体分开的一种方法。过滤操作要掌握"一贴、二低、三靠"。"一贴"是指滤纸紧贴漏斗内壁,中间不要留有气泡;"二低"是指滤纸边缘低于漏斗口,漏斗内液面低于滤纸边缘;"三靠"是指倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。过滤后滤液仍浑浊,可能原因是滤纸破损、液面高于滤纸边缘或接滤液的烧杯不干净,应重新过滤。过滤只能除去不溶性杂质,不能除去可溶性杂质。
11. 过滤操作中,不需要使用的仪器是( )
A. 烧杯 B. 漏斗 C. 玻璃棒 D. 酒精灯
12. 过滤时,玻璃棒的作用是( )
A. 搅拌加速溶解 B. 引流 C. 搅拌防止液体飞溅 D. 转移固体
13. 下列关于过滤操作的叙述,错误的是( )
A. 滤纸边缘要低于漏斗口
B. 漏斗内液面要低于滤纸边缘
C. 玻璃棒下端要轻靠在三层滤纸处
D. 漏斗下端管口不必紧靠烧杯内壁
14. 某同学过滤后发现滤液仍然浑浊,其原因不可能是( )
A. 滤纸破损 B. 液面高于滤纸边缘 C. 接滤液的烧杯不干净 D. 滤纸没有紧贴漏斗内壁
15. 过滤操作能除去水中的( )
A. 可溶性杂质 B. 不溶性杂质 C. 色素 D. 异味
16. 过滤操作的要点可概括为"一贴、二低、三靠"。其中"一贴"是指________________;"二低"是指________________和________________;"三靠"是指________________、________________、________________。
17. 过滤时,玻璃棒的末端要轻靠在________层滤纸处,目的是________________。
18. 过滤后滤液仍然浑浊,应怎样处理?________________。
19. 过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因有哪些?应如何处理?
20. 过滤能否把食盐水中的食盐除去?为什么?
(三)吸附
【知识点梳理】活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附能力。自来水厂利用活性炭吸附,除去水中的色素和异味。吸附过程中没有新物质生成,属于物理变化。活性炭的吸附作用属于物理吸附。
21. 自来水厂用活性炭除去水中的色素和异味,这是利用了活性炭的( )
A. 还原性 B. 吸附性 C. 导电性 D. 氧化性
22. 活性炭吸附过程属于( )
A. 物理变化 B. 化学变化 C. 既是物理变化又是化学变化 D. 无法判断
23. 下列关于活性炭的说法,错误的是( )
A. 活性炭结构疏松多孔
B. 活性炭可以除去水中的色素和异味
C. 活性炭可以杀菌消毒
D. 活性炭净水属于物理变化
24. 活性炭具有________的结构,有较强的________性,能除去水中的________和________。
25. 用活性炭净水属于________变化。
(四)消毒
【知识点梳理】天然水中含有细菌、病毒等微生物,必须经过消毒处理才能饮用。自来水厂通常向水中通入氯气或加入漂白粉等消毒剂,杀死水中的细菌和病毒。消毒过程中有新物质生成,属于化学变化。
26. 自来水厂常用作消毒剂的是( )
A. 明矾 B. 活性炭 C. 氯气 D. 食盐
27. 自来水消毒过程属于( )
A. 物理变化 B. 化学变化 C. 沉淀过程 D. 过滤过程
28. 下列关于消毒的说法,正确的是( )
A. 消毒能除去水中的不溶性杂质
B. 消毒能杀死水中的细菌和病毒
C. 消毒属于物理变化
D. 消毒和过滤是同一种操作
29. 自来水厂常用的消毒剂有________等,其作用是________________。
30. 消毒过程中有新物质生成,属于________变化。
(五)蒸馏
【知识点梳理】蒸馏是利用液体混合物中各组分沸点不同而进行分离的一种方法。蒸馏可以除去水中的可溶性杂质,得到蒸馏水。蒸馏水是净化程度较高的水,可看作纯净物。蒸馏过程中,水先汽化再液化,没有新物质生成,属于物理变化。实验室制取蒸馏水时,在烧瓶中加入几粒沸石或碎瓷片,防止加热时出现暴沸。
31. 下列净水方法中,净化程度最高的是( )
A. 沉降 B. 过滤 C. 吸附 D. 蒸馏
32. 蒸馏得到的蒸馏水属于( )
A. 混合物 B. 纯净物 C. 悬浊液 D. 乳浊液
33. 实验室制取蒸馏水时,加入几粒沸石的目的是( )
A. 加快蒸馏速度 B. 防止暴沸 C. 吸附杂质 D. 杀菌消毒
34. 蒸馏过程属于( )
A. 物理变化 B. 化学变化 C. 既有物理变化又有化学变化 D. 无法判断
35. 下列关于蒸馏的说法,错误的是( )
A. 蒸馏可以除去水中可溶性杂质
B. 蒸馏水是净化程度较高的水
C. 蒸馏过程中有新物质生成
D. 蒸馏水可看作纯净物
36. 蒸馏是利用液体混合物中各组分________不同而进行分离的方法。
37. 实验室制取蒸馏水时,在烧瓶中加入几粒________,目的是________________。
38. 蒸馏水可看作________(填"混合物"或"纯净物")。
39. 沉降、过滤、吸附、蒸馏四种方法中,哪种方法净化程度最高?为什么?
40. 有人说"蒸馏水很纯净,长期饮用对身体有益",你认为这种说法对吗?为什么?
(六)综合应用
41. 城市自来水的生产过程大致为:天然水经过沉降(加明矾)、过滤、吸附(活性炭)、消毒等步骤,最后成为自来水。请回答:
(1)加入明矾的作用是什么?
(2)主要除去不溶性杂质的是哪一步?
(3)活性炭的作用是什么?
(4)其中属于化学变化的是哪一步?
42. 某同学将浑浊的河水样品倒入烧杯中,先加入明矾粉末搅拌溶解,静置一会儿后,采用过滤装置进行过滤。请回答:
(1)加明矾的作用是________________。
(2)过滤时用到的玻璃仪器有________、________、________。
(3)过滤后观察发现滤液仍然浑浊,可能的原因有哪些?
43. 为什么说蒸馏是净化程度最高的方法?
44. 活性炭和明矾都能净水,它们的净水原理有什么不同?
45. 判断下列说法是否正确,正确的在括号内打"√",错误的打"×"。
(1)无色透明的水一定是纯净的水。( )
(2)过滤可以除去水中所有杂质。( )
(3)活性炭吸附色素和异味属于物理变化。( )
(4)自来水是纯净物。( )
(5)蒸馏水是净化程度较高的水。( )
46. 下列净化水的单一操作中,相对净化程度较高的是( )
A. 静置沉淀 B. 过滤 C. 吸附沉淀 D. 蒸馏
47. 下列做法中,有利于保护水资源的是( )
A. 生活污水任意排放
B. 工业废水处理达标后再排放
C. 农业上大量使用农药和化肥
D. 往河里倾倒垃圾
48. 下列关于水的说法中,正确的是( )
A. 水是由氢气和氧气组成的
B. 清澈的泉水是纯净物
C. 水是一种重要的自然资源
D. 地球上的淡水资源取之不尽、用之不竭
49. 小明同学用空塑料饮料瓶、石英砂、活性炭、小卵石、蓬松棉等材料自制了一个简易净水器。请回答:
(1)小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是________________。
(2)活性炭的作用是________________。
(3)经过该简易净水器处理后的水属于________(填"纯净物"或"混合物")。
50. 某化学兴趣小组同学要从浑浊的河水中获得较纯净的水,进行了以下实验操作:
第一步,向河水中加入明矾,搅拌后静置;第二步,过滤;第三步,用活性炭吸附;第四步,蒸馏。请回答:
(1)加入明矾的目的是什么?
(2)过滤操作中玻璃棒的作用是什么?
(3)上述步骤中,净化程度最高的是哪一步?
(4)得到的蒸馏水属于纯净物还是混合物?
51. 简述过滤操作中"一贴、二低、三靠"的具体内容。
52. 为什么在做蒸馏实验时,要在烧瓶中加入几粒沸石或碎瓷片?
53. 下列关于过滤操作的说法中,正确的是( )
A. 过滤可以除去水中的可溶性杂质
B. 过滤时玻璃棒靠在单层滤纸一侧
C. 过滤后滤液仍然浑浊,应重新过滤
D. 过滤时液面可以高于滤纸边缘
54. 课外活动小组的同学取刚降到地面的雨水水样进行探究。他们发现雨水略显浑浊,有少量泥沙。要除去这些泥沙,可采用的方法是( )
A. 蒸馏 B. 过滤 C. 蒸发 D. 吸附
55. 我市某自来水厂的净水过程如下:取水后加入絮凝剂(明矾),反应沉淀池过滤池活性炭吸附池清水池投药消毒配水泵用户。请结合所学知识回答下列问题:
(1)取水后加入明矾的作用是什么?
(2)吸附池中利用了活性炭的什么性质?
(3)上述净水过程中,属于化学变化的是哪一步?
56. 小明同学在实验室里要将一杯浑浊的河水净化成蒸馏水,请你帮他设计主要的操作步骤,并说明每一步的作用。
五、参考答案
(一)天然水与自来水厂净水过程
1. C 2. B 3. B 4. D 5. B
6. 混合物;不溶性;可溶性
7. 沉降;过滤;吸附;消毒
8. 吸附悬浮杂质使之沉降;杀死水中的细菌和病毒
9. 因为经自来水厂净化后的水中仍含有少量可溶性杂质,所以属于混合物,而不是纯净物。
10. 不对。自来水虽然经过净化,但仍含有可溶性杂质和少量对人体有益的矿物质,属于混合物,不能看作纯净的水。
(二)过滤操作
11. D 12. B 13. D 14. D 15. B
16. 滤纸紧贴漏斗内壁;滤纸边缘低于漏斗口;漏斗内液面低于滤纸边缘;倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒;玻璃棒末端轻靠三层滤纸处;漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
17. 三;防止戳破滤纸
18. 查明原因后重新过滤
19. 可能原因:滤纸破损;液面高于滤纸边缘;接滤液的烧杯不干净。处理方法:找出原因后更换滤纸或重新过滤,并把仪器清洗干净。
20. 不能。因为过滤只能除去不溶性杂质,食盐溶于水后以肉眼看不见的微粒均匀分散在水中,形成溶液,过滤无法将其除去。
(三)吸附
21. B 22. A 23. C
24. 疏松多孔;吸附;色素;异味
25. 物理
(四)消毒
26. C 27. B 28. B
29. 氯气(或漂白粉等);杀死水中的细菌和病毒
30. 化学
(五)蒸馏
31. D 32. B 33. B 34. A 35. C
36. 沸点
37. 沸石(或碎瓷片);防止加热时出现暴沸
38. 纯净物
39. 蒸馏净化程度最高。因为蒸馏可以除去水中的可溶性杂质,得到蒸馏水,而沉降、过滤、吸附只能除去不溶性杂质、色素和异味,不能除去可溶性杂质。
40. 不对。蒸馏水虽然很纯净,但其中几乎不含人体所需的矿物质,长期饮用反而不利于人体健康。
(六)综合应用
41.(1)明矾溶于水形成胶状物,吸附悬浮杂质使之沉降。(2)过滤。(3)吸附水中的色素和异味。(4)消毒。
42.(1)吸附悬浮杂质使之沉降。(2)烧杯;漏斗;玻璃棒。(3)滤纸破损;液面高于滤纸边缘;接滤液的烧杯不干净等。
43. 因为蒸馏可以除去水中的可溶性杂质,得到蒸馏水,而沉降、过滤、吸附只能除去不溶性杂质、色素和异味,不能除去可溶性杂质,所以蒸馏净化程度最高。
44. 明矾溶于水后形成胶状物,吸附悬浮杂质使之沉降,主要除去不溶性悬浮杂质;活性炭利用疏松多孔的结构吸附色素和异味。二者净水原理不同。
45.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
46. D 47. B 48. C
49.(1)过滤,除去水中的不溶性杂质。(2)吸附水中的色素和异味。(3)混合物。
50.(1)利用明矾溶于水形成的胶状物吸附悬浮杂质,使之沉降。(2)引流。(3)蒸馏。(4)纯净物。
51. "一贴"指滤纸紧贴漏斗内壁;"二低"指滤纸边缘低于漏斗口、液面低于滤纸边缘;"三靠"指倾倒液体的烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒末端轻靠三层滤纸处、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
52. 防止加热时液体出现暴沸。
53. C 54. B
55.(1)明矾溶于水形成胶状物,吸附悬浮杂质使之沉降。(2)利用活性炭的吸附性,除去水中的色素和异味。(3)投药消毒。
56. 主要步骤为:先加入明矾吸附悬浮杂质使之沉降;再过滤除去不溶性杂质;然后用活性炭吸附除去色素和异味;最后蒸馏除去可溶性杂质,得到蒸馏水。
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