人教版九年级化学上册同步学与练第15课水的净化(原卷版+解析)

第15课水的净化001目标任务课程标准学习目标1.认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。2.了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。3.探究活性炭和明矾等净水剂的净水作用；1．了解沉淀、吸附、过滤、消毒等净化水的常用方法。2．掌握过滤、蒸馏的基本操作及注意事项。3．了解什么是硬水和软水、硬水的危害，掌握鉴别硬水和软水的方法。002预习导学自主梳理一、自来水厂净水过程1．纯水是无色、无臭、清澈透明的液体，属于纯净物（填“纯净物”或“混合物”）。而天然水中由于含有难溶性或可溶性杂质，属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）。2．自来水厂的净化过程天然水→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→自来水。3．自来水净水过程中用到的方法：（1）沉淀法：=1\*GB3①静置沉淀：让较大的颗粒自然沉降。=2\*GB3②吸附沉降：加絮凝剂明矾，利用其溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降下来。（注：吸附杂质的过程属于物理变化，生成胶状物的过程属于化学变化）（2）过滤：除去水中的不溶性杂质。（3）活性炭吸附：活性炭可以吸附水中的色素和异味等，发生的是物理（填“物理”或“化学”）变化，活性炭有强的吸附性，是因为活性炭是一种疏松多孔结构。（4）投药消毒：一般用漂白粉、氯气、臭氧、二氧化氯等，该过程属于化学（填“物理”或“化学”）变化。二、过滤1．适用范围：难溶性固体与液体的分离。2．实验仪器：A玻璃棒B铁架台C漏斗D烧杯，其中属于玻璃仪器的是ACD（填序号）3．操作要点：一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。（中间若有气泡就会减缓过滤速度）二低：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；（防止液体溢出）液面要低于滤纸的边缘。（防止滤液从滤纸和漏斗之间流下,影响过滤效果）三靠：倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒；（防止滤液洒出）玻璃棒的下端要轻靠在三层滤纸的一边；（防止损坏滤纸）漏斗的下端管口要紧靠烧杯内壁。(可以使滤液沿烧杯内壁流下,以免滤液从烧杯内溅出来)（4）玻璃棒的作用：引流。【思考】（1）如果过滤后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损、液面高于滤纸边缘、接液烧杯不干净。接下来应如何操作？更换滤纸并清洗仪器，重新过滤，直到滤液澄清为止。（2）过滤后所得的水是混合物（填“纯净物”或“混合物”），原因是过滤只是除去了水中的难溶性杂质，还有可溶性杂质没有除去。三、硬水和软水1．概念：（1）硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。（2）软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。2．鉴别方法：（1）试剂：肥皂水。（2）操作：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水中，振荡，若产生的泡沫多，浮渣少，则是软水；若产生的泡沫少，浮渣多，则是硬水。3．危害：（1）用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。（2）锅炉用硬水，会在锅炉内结成水垢，浪费燃料，且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。4．软化方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到净化程度最高的蒸馏水。【思考】水垢的主要成分是碳酸钙（CaCO3）和氢氧化镁[Mg(OH)2]等。在家里，常用食醋除去水垢。四、蒸馏1．原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。2．实验注意事项：（1）烧瓶需垫石棉网。（2）烧瓶中液体体积约为其容积的1/3~2/3。（3）烧瓶内应加入沸石（或碎瓷片）的目的是防止液体暴沸。（4）冷凝水下进上出的目的是便于液体充满冷凝管，利用水蒸气的冷却。（5）弃去开始馏出的部分液体的原因是开始馏出的液体中含有杂质。（6）温度计的水银球应与支管口处齐平，便于测量蒸气的温度，从而知道该蒸气是否为水蒸气。预习检测1.自来水厂净水过程如图所示。下列有关说法正确的是（）

A．经该净水过程得到的不是纯水 B．投药消毒可以用熟石灰C．过滤可以除去水中的所有杂质离子 D．活性炭可以长期使用无需更换2．生活中区分硬水和软水的常用的试剂是（）A．食盐水 B．食醋 C．肥皂水 D．酒精3．2023年“世界水日”“中国水周”活动主题为“强化依法治水、携手共护母亲河”。下列说法正确的是（）A．自然界中的水都是纯水 B．生活污水应集中处理后再排放C．肥皂遇到硬水易起泡沫 D．水由氧原子和氢分子组成4．下列关于硬水、软水的说法错误的是（）A．煮沸可降低水的硬度B．加肥皂，硬水泡沫更多C．烧硬水的锅炉更易产生水垢D．软水中可溶性钙、镁化合物的含量更低5．实验室常用如图所示的装置制取蒸馏水，下列说法不正确的是（）A．蒸馏烧瓶中加入沸石的作用是防止暴沸B．实验时冷却水应从a进入，从b流出C．蒸馏海水获取淡水是应对淡水危机的重要途径D．蒸馏烧瓶中水的硬度比锥形瓶中的大6．下列制取蒸馏水的实验操作，不正确的是（）A．实验中必须使用温度计指示实验温度B．冷凝管中的水流方向是从下口进入，上口流出C．实验中需要在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，防止出现暴沸现象D．给圆底烧瓶加热时必须垫石棉网7．自来水厂取水口管道入口处设有拦污栅，其作用相当于实验基本操作中的（）A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏8．“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中，某同学使用玻璃棒有如下操作，其中错误的是（）A．溶解

B．过滤

C．蒸发

D．转移

9．小组同学用自来水蒸馏获取净化程度较高的水，实验时使用实验仪器的注意事项或功能正确的是（）ABCD仪器蒸馏烧瓶陶土网温度计冷凝管实验时注意事项或功能加2/3的自来水使受热均匀玻璃泡放入自来水中冷凝水从上方进下方出10.过滤是化学实验中分离混合物的常用方法，据图回答下列问题：

(1)在此操作中缺少的仪器是_____，其中还有的一处错误是______。(2)若过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有：①______；②_______。(3)要除去水中的色素，常加入______吸附；要将过滤后的水转化为纯水，应该进行的操作是________。11.水是一种宝贵的自然资源，污水处理厂的处理过程如图1，自来水厂的净水流程如图2：

(1)图1中格栅可去除污水中较大的悬浮物、漂浮物，相当于基本实验操作中的_______。(2)图1中的加药消毒属于_______变化(填“物理”或“化学”)。(3)图2中，加入絮凝剂明矾的作用是_______。(4)图2自来水净化过程中，“吸附”操作中去除色素和异味，加入的物质是_______。12.日常生活离不开水，净化水的知识在日常生活中有着广泛的应用。（1）茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学原理是___________。（2）自制净水器中常加入___________，用于除去水中的异味和色素。（3）井水的硬度较大，可加入___________检验，现象为___________。为降低其硬度，可采用的简单方法是___________。13．城市的生活用水是经自来水厂净化处理过的。如图是自来水厂净化水的过程示意图。（1）在自来水厂净化自来水的过程中，a池的作用主要是____________。A沉淀

B过滤

C吸附

D蒸馏（2）取水后加入絮凝剂（明矾）的作用是____________________。（3）在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多。说明该水样属于______（填“硬水”或“软水”）。（4）在投药消毒步骤中所发生的变化是_________（填“物理变化”或“化学变化”）。（5）水资源短缺会影响人民生活，制约经济发展。请举出一种节水的措施___________。003探究提升►环节一探究水的净化方法问题探究1探究明矾的净水作用步骤取2个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水，向其中1个烧杯中加人3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，静置，观察现象现象加入明矾的较澄清，不加明矾的烧杯中较大颗粒沉淀下来，仍有较小颗粒悬浮在水面上结论明矾可作絮凝剂。明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附性使杂质沉降达到净水的目的问题探究2用肥皂水区分软水和硬水步骤把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水的试管中，振荡，观察两试管中产生泡沫的情况。现象一支试管内出现较多泡沫，另一支试管内出现泡沫较少结论出现较多泡沫的原试样为软水，出现泡沫较少的原试样为硬水问题探究3制取蒸馏水步骤在烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸。按图连接好装置，使各连接部件严密不漏气。加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热。用肥皂水比较蒸馏前后的硬度变化。现象蒸馏前的硬水加入肥皂水，出现泡沫较少，有较多白色浮渣；蒸馏后的水，加入肥皂水，出现泡沫较多，没有白色浮渣。结论蒸馏能使硬水软化。要点归纳常用净水方法净水方法原理作用净化程度沉淀静置沉淀利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质沉降除去不溶性杂质净化程度由低到高净化程度由低到高吸附沉淀利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使悬浮的小颗粒吸附在一起形成较大颗粒的不溶物而沉降下来过滤把液体与不溶于该液体的固体分开除去不溶性杂质吸附利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去部分可溶性杂质吸附在其表面而除去除去不溶性杂质、部分可溶性杂质和臭味等蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质和不溶性杂质典例精讲【例1】（天津市和平区益中学校2022-2023学年九年级上学期期末）为了探究明矾的净水作用，设计了如下实验．提出问题：明矾在溶液中能全部离解成自由移动的钾离子、铝离子和硫酸根离子，明矾的净水原理是什么？是什么起作用？猜想与假设：明矾溶于水生成的胶状物与铝离子有关，即明矾净水是铝离子的作用．探究实验：设计实验、实验过程、分析与论证实验步骤实验现象结论①在蒸馏水中加入少量明矾，搅拌明矾_______________②在浑浊的天然水中加少量明矾，搅拌静置有_______生成，天然水_____________③在浑浊天然水中加少量硫酸铝，搅拌静置有______生成，天然水____________④在浑浊的天然水中加少量硫酸钾，搅拌静置天然水_______________⑤在浑浊的天然水中加少量氯化铝，静置沉淀有______生成，天然水变_________结论：有以上实验可知：明矾的净水作用与________有关．【例2】（广西钦州市浦北县2022-2023学年九年级上学期期末）硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙，镁化合物。【实验一】探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：组别第1组第2组第3组实验操作实验序号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨混合溶液用量/滴0001x1222肥皂水用量/滴510205102051020产生泡沫量少多很多无少多无无少【解释与结论】（1）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是_______。（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中x应为_______。（3）第2组实验的目的是以肥皂水为变量，探究_______的关系。（4）由上述三组实验得到的结论是_______。【实验二】比较不同水样的硬度【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。实验操作水样肥皂水用量/滴市售纯净水2煮沸后的自来水6自来水9湖水14【解释与结论】（5）硬度最大的水样是_______。（6）由上述实验可知，能将自来水硬度降低的方法有_______。（7）继续实验，发现山泉水的硬度大于自来水的硬度，其实验方案为_______。【例3】（黑龙江省大庆市肇源县2022-2023学年八年级上学期期末）如图所示，在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，再加入约体积的自来水，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法正确的是A.操作时先加热，后通入冷却水B.实验时，冷凝管进、出水的方向：a进b出C.图中所示装置，温度计的位置不对，水银球应该插入液态水中D.加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网►环节二探究自来水的生产过程问题探究4【资料】中国的自来水事业，诞生于清朝末期的1908年，得到当时慈禧太后的大力支持。2008年是北京自来水事业的百年华诞。自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。它主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水，（地表水不可能是矿泉水。地下水如果水质好并含有大量的有益元素可以用于生产矿泉水。）并经过沉淀、消毒、过滤等工艺流程，最后通过配水泵站输送到各个用户。自来水是经过多道工艺流程由自来水职工制造出来的。首先必须把源水从江河湖泊中抽取到水厂，当然，不同的地区它的取水口是不同的，水源直接影响着一个地区的饮水质量；然后经过沉淀、过滤、消毒、入库（清水库），再由送水泵高压输入自来水管道；最终分流到用户龙头。整个过程要经过多次水质化验，有的地方还要经过二次加压、二次消毒才能进入用户家庭。现在自来水消毒大都采用氯化法，公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病，这种方法推广到至今有100多年历史了，具有较完善的生产技术和设备，氯气用于自来水消毒具有消毒效果好，费用较低，几乎没有有害物质的优点。在现阶段，消毒剂除氯气外，还有二氧化氯，臭氧，采用代用消毒剂可降低有害物质的生成量，同时提高处理效率。目前世界上安全的自来水消毒方法是臭氧消毒，不过这种方法的处理费用太昂贵，而且经过臭氧处理过的水，它的保留时间是有限的，至于能保留多长时间，目前还没有一个确切的概念。所以目前只有少数的发达国家才使用这种处理方法。（2023山西省太原市中考二模）水是生命中不可或缺的物质。化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，决定对日常生活中司空见惯的自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。活动一：参观自来水生产过程【参观实践】（1）同学们在老师的带领下来到太原市自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加絮凝剂→过滤→吸附→______→配水。活动二：测量自来水的硬度【查阅资料】同学们查阅了相关资料，了解到国家有关水的硬度的标准为：类别极软水c软水中硬水硬水高硬水以CaCO3浓度计（mg/L）0～7575～150150～300300～450450～700【进行测量】（2）同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于______。同学们又向此自来水中加入少量肥皂水，搅拌后观察到______，也得出了相同结论。活动三：检验自来水中所含离子【进行猜想】同学们根据所学，猜想自来水中可能含有Ca2+、【实验验证】（3）同学们设计并进行了以下实验。实验步骤实验操作实验现象实验结论步骤1取少量自来水于试管中，向其中滴加过量Na2CO3溶液产生白色沉淀自来水中含有Ca2+步骤2向上述试管中滴加______产生白色沉淀自来水中含有【质疑反思】（4）有同学认为步骤2不能证明自来水中含有，理由是______，应调整实验方案，方法是______。【总结分析】（5）同学们写出了实验过程中发生反应的化学方程式______（写一个）。活动四：自制简易净水器【交流探讨】同学们认为，虽然自来水的水质在出厂时已检验合格，但石子在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自来水时，最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。【成果展示】（6）同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示，请你与他们一同完成对有关结构的说明（如图）______。要点归纳1.沉淀法：=1\*GB3①静置沉淀：让较大的颗粒自然沉降。=2\*GB3②吸附沉降：加絮凝剂明矾，利用其溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降下来。（吸附杂质的过程属于物理变化，生成胶状物的过程属于化学变化）2.过滤：除去水中的不溶性杂质。过滤操作要点：“一贴，二低，三靠”一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁（中间不要留有气泡，否则会影响过滤速度）。二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘。三靠：烧杯口紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器；玻璃棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸；漏斗下端要紧靠烧杯内壁，使滤液沿烧杯壁流下（否则滤液会向四周飞溅，而且影响过滤的速度）。3.活性炭吸附：活性炭可以吸附水中的色素和异味等，发生的是物理（填“物理”或“化学”）变化，活性炭有强的吸附性，是因为活性炭是一种疏松多孔结构。典例精讲【例1】（2023·湖南株洲·统考模拟预测节选）人类日常生活离不开水。

(1)某水厂净化水的大致流程如图1。①水经过沙滤池，除去的杂质是___________(填“不溶性”或“可溶性”)杂质。②炭滤池中起吸附作用的主要物质是___________。【例2】（江苏省连云港市赣榆区2022-2023学年九年级下学期期中节选）水是生命之源。（1）自然界中的水都含有杂质，经自来水厂净化处理获得生活用水。下图为自来水厂净水过程示意图：①“过滤池”可除去______________杂质；“吸附池中选用活性炭除去水中的色素和异味，活性炭具有吸附性的原因是______________。②自来水都具有一定的硬度，生活中将硬水软化的方法是______________；热水瓶长时间使用后，瓶胆内整常附着一层水垢【主要成分是CaCO3和Mg（OH）2】，可以选择厨房里的______________来浸泡去除。③节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列叙述正确的是______________。a.生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水b.为了改善水质，可以向其中加入大量的净水剂和消毒剂c.大量使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响【例3】（2023年海南省初中学业水平考试模拟）机场、车站等公共场所设有许多直饮水机，能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用水，其处理水的过程如图所示。（1）日常生活中，请写出检验饮用水是硬水还是软水方法_____。（2）炭罐的作用是________(填字母)。A.过滤 B.脱色除味 C.消毒杀菌（3）写出生活中一条节约用水的措施_____。004课堂总结一、自来水厂净水过程二、常用净水方法净水方法原理作用净化程度沉淀静置沉淀利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质沉降除去不溶性杂质净化程度由低到高净化程度由低到高吸附沉淀利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使悬浮的小颗粒吸附在一起形成较大颗粒的不溶物而沉降下来过滤把液体与不溶于该液体的固体分开除去不溶性杂质吸附利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去部分可溶性杂质吸附在其表面而除去除去不溶性杂质、部分可溶性杂质和臭味等蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质和不溶性杂质三、过滤适用范围：难溶性固体与液体的分离。操作要点：一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。二低：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；液面要低于滤纸的边缘。三靠：倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒；玻璃棒的下端要轻靠在三层滤纸的一边；漏斗的下端管口要紧靠烧杯内壁。四、硬水和软水硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。鉴别方法：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水中，振荡，若产生的泡沫多，浮渣少，则是软水；若产生的泡沫少，浮渣多，则是硬水。软化方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到净化程度最高的蒸馏水。五、蒸馏原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。注意事项：（1）烧瓶需垫石棉网。（2）烧瓶中液体体积约为其容积的1/3~2/3。（3）烧瓶内应加入沸石（或碎瓷片）的目的是防止液体暴沸。（4）冷凝水下进上出的目的是便于液体充满冷凝管，利用水蒸气的冷却。（5温度计的水银球应与支管口处齐平，便于测量蒸气的温度，从而知道该蒸气是否为水蒸气。005强化训练1．（2023·福建·中考真题）自来水厂将天然水净化为饮用水，无需进行的操作是（）A．降温结晶 B．絮凝沉降C．杀菌消毒 D．细沙滤水2．（2023广东广州市荔湾区一模）如图所示的生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用，可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是A.生命吸管的活性炭能够降低水的硬度B.经过生命吸管净化后的水属于纯净物C.经过生命吸管净化后的水不含病毒和细菌D.生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化3.（2023江苏常州市武进区前黄实验学校一模）某直饮水机水处理的过程如图所示，步骤②对应的作用是（）A.过滤 B.吸附杂质 C.杀菌消毒 D.蒸馏4．（2023·湖北荆州·中考真题）常用来区分硬水和软水的试剂是（）A．食盐水 B．肥皂水 C．蔗糖水 D．蒸馏水5．（2023·山东聊城·中考真题）2023年“中国水周”活动主题为“强化依法治水，携手共护母亲河”。以下关于黄河流域水资源的说法不正确的是（）A．加入明矾能促进黄河水中悬浮杂质沉降B．可用肥皂水检验黄河水是否为硬水C．合理使用农药、化肥以减少水体污染D．黄河水经过沉降、过滤和灭菌操作可得到纯净的水6．（2023·内蒙古包头·中考真题）项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样(如图)。下列对水样处理过程分析错误的是（）A．能除去水样中的颜色和异味 B．能除去水样中难溶性杂质C．该过程能将水样转化为软水 D．该过程中发生的是物理变化7.（2023·广东广州·中考真题）某学习小组制作的净水器如图，关于该净水器的说法正确的是（）A．能把自来水变成纯净物B．能除尽水中的可溶性杂质C．能除去水中的色素和异味D．净水时水最后流经小卵石8．（2023·甘肃金昌·中考真题）水是生命之源。某学校九年级的同学模拟黄河水变成自来水的部分净化过程如下。(1)取100mL黄河水注入烧杯中，加入少量______（填物质名称），用玻璃棒搅拌使之溶解，静置。(2)实验室在过滤操作中使用玻璃棒的作用是______。(3)吸附池内常用______吸附色素和异味。(4)生活中为了降低水的硬度并杀灭水中病原生物，常采用的方法是______。9．（2023·甘肃白银·中考真题）水是人类宝贵的自然资源，与人类的生产、生活密切相关。(1)饮用酸碱度过大或硬度过大的水都不利于人体健康。在实验室里可用________测定水的酸碱度；生活中常用________的方法来降低水的硬度。(2)净化水的常用方法有：①消毒杀菌；②过滤；③活性炭吸附；④加明矾吸附沉降。天然水中往往含有许多杂质，要把天然水净化成生活中的自来水，以上净化方法按净化过程排序是______（填序号）。10．（2023·北京·一模）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。【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。【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，取上层液作为水样。配制絮凝剂溶液：用100mL水和5g硫酸铁进行配制。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：实验序号水样的体积/mL加入絮凝剂溶液的体积/mL静置时间/min浊度去除率/%①20002012.48②2000.22076.54③2000.32084.60④2000.4564.45⑤2000.41070.85⑥2000.41581.04⑦2000.42086.02⑧2000.52088.15⑨2000.62086.49【解释与结论】(1)如果硫酸铁中的硫酸根离子为，那么硫酸铁的化学式为___________。写出一种与它组成元素相同的物质的名称___________。(2)②中浊度去除率比①高的原因是___________。(3)依据④~⑦得出的结论是___________。(4)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】(5)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___________。11．（2023年重庆市中考A卷）大多数地下水是硬水，长期饮用会影响健康。家用饮水机的活性炭可以除异味和色素，利用了活性炭的_____性。活性炭能否降低地下水的硬度呢？下面是某兴趣小组设计的探究方案。【查阅资料】I．水的硬度：用于衡量水体中可溶性钙镁化合物含量的数值，数值越大硬度越大，反之则越小。II．天然硬水煮沸后常有沉淀生成，存在反应_____(填化学式)。【探究准备】向装有足量活性炭的烧杯中倒入100mL某硬度较大的地下水，充分搅拌，静置，过滤，得到滤液。【提出猜想】猜想1：硬水硬度降低猜想2：硬水硬度没有降低【方案设计】供选试剂：A．滤液

B．蒸馏水

C．原地下水

D．食盐水

验仪器：自选下表是两位同学设计的实验方案：实验流程实验目的小红分别取5mL上述两种供选试剂_____(填序号)于试管中，滴加等量肥皂水，充分振荡，静置对比两者_____来验证猜想小华____________________________________________________________小华结合所查阅的资料，从理论上提出了可能的实验方案，请帮他完善方案设计。【方案评价】老师充分肯定了两位同学的方案，指出科学探究的结果固然重要，而科学思维更为可贵，并鼓励大家积极探索，勇于创新。12.（广东省广州市海珠区绿翠实验学校2020-2021学九年级上学期期中）人类的生活和工农业生产都离不开水。（1）下图是自来水厂净水过程示意图。以上净水过程中，明矾可作絮凝剂用于净水，其净水原理是___________（2）现要把一瓶浑浊的河水进行过滤，需要用到的玻璃仪器除漏斗、烧杯外，还需要___________，该仪器在过滤中所起作用是___________。过滤中要注意“一贴二低三靠”，其中“一贴”是指用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间___________，这样操作的原因是___________；“三靠”中的其中“一靠”是指倾倒液体的烧杯尖嘴要紧靠玻璃棒的中部，这样操作的原因是___________（3）硬水洗涤衣物，洗不干净且时间长了还会使衣物变硬。①日常生活中，可用___________来检验软水和硬水，检验时在盛有硬水的试管中观察到的现象是___________。②日常生活中，既可降低水的硬度，又可起到杀菌的方法是___________。（4）如图所示，蒸馏烧瓶中放有碎瓷片，其作用是仪器X的作用是___________，水流方向是从___________（填“a”或“b”）进入。13.（安徽省芜湖市无为实验中学2021-2022学年九年级上学期化学第一~七单元复习测试）2020年“中国水周”的活动主题为“坚持节水优先，建设幸福河湖”。请你根据所学，回答下列问题。（1）如图1是简易净水装置。该净水装置___________（填“能”或“不能）将硬水变成软水。请设计实验验证净化后的水是硬水还是软水___________。（简单描述）（2）芳芳同学收集到一瓶浑浊的长江水，她要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水过程如下所示：①A物质的作用是___________。②进行操作a时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、___________。③利用图2所示装置进行操作b，除去一些异味和色素，待净化的水应该从___________（填字母）端通入，原因是___________。④操作c是___________（填操作名称）。

第15课水的净化001目标任务课程标准学习目标1.认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。2.了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。3.探究活性炭和明矾等净水剂的净水作用；1．了解沉淀、吸附、过滤、消毒等净化水的常用方法。2．掌握过滤、蒸馏的基本操作及注意事项。3．了解什么是硬水和软水、硬水的危害，掌握鉴别硬水和软水的方法。002预习导学自主梳理一、自来水厂净水过程1．纯水是无色、无臭、清澈透明的液体，属于纯净物（填“纯净物”或“混合物”）。而天然水中由于含有难溶性或可溶性杂质，属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）。2．自来水厂的净化过程天然水→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→自来水。3．自来水净水过程中用到的方法：（1）沉淀法：=1\*GB3①静置沉淀：让较大的颗粒自然沉降。=2\*GB3②吸附沉降：加絮凝剂明矾，利用其溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降下来。（注：吸附杂质的过程属于物理变化，生成胶状物的过程属于化学变化）（2）过滤：除去水中的不溶性杂质。（3）活性炭吸附：活性炭可以吸附水中的色素和异味等，发生的是物理（填“物理”或“化学”）变化，活性炭有强的吸附性，是因为活性炭是一种疏松多孔结构。（4）投药消毒：一般用漂白粉、氯气、臭氧、二氧化氯等，该过程属于化学（填“物理”或“化学”）变化。二、过滤1．适用范围：难溶性固体与液体的分离。2．实验仪器：A玻璃棒B铁架台C漏斗D烧杯，其中属于玻璃仪器的是ACD（填序号）3．操作要点：一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。（中间若有气泡就会减缓过滤速度）二低：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；（防止液体溢出）液面要低于滤纸的边缘。（防止滤液从滤纸和漏斗之间流下,影响过滤效果）三靠：倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒；（防止滤液洒出）玻璃棒的下端要轻靠在三层滤纸的一边；（防止损坏滤纸）漏斗的下端管口要紧靠烧杯内壁。(可以使滤液沿烧杯内壁流下,以免滤液从烧杯内溅出来)（4）玻璃棒的作用：引流。【思考】（1）如果过滤后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损、液面高于滤纸边缘、接液烧杯不干净。接下来应如何操作？更换滤纸并清洗仪器，重新过滤，直到滤液澄清为止。（2）过滤后所得的水是混合物（填“纯净物”或“混合物”），原因是过滤只是除去了水中的难溶性杂质，还有可溶性杂质没有除去。三、硬水和软水1．概念：（1）硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。（2）软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。2．鉴别方法：（1）试剂：肥皂水。（2）操作：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水中，振荡，若产生的泡沫多，浮渣少，则是软水；若产生的泡沫少，浮渣多，则是硬水。3．危害：（1）用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂也洗不净衣物，时间长了还会使衣物变硬。（2）锅炉用硬水，会在锅炉内结成水垢，浪费燃料，且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。4．软化方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到净化程度最高的蒸馏水。【思考】水垢的主要成分是碳酸钙（CaCO3）和氢氧化镁[Mg(OH)2]等。在家里，常用食醋除去水垢。四、蒸馏1．原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。2．实验注意事项：（1）烧瓶需垫石棉网。（2）烧瓶中液体体积约为其容积的1/3~2/3。（3）烧瓶内应加入沸石（或碎瓷片）的目的是防止液体暴沸。（4）冷凝水下进上出的目的是便于液体充满冷凝管，利用水蒸气的冷却。（5）弃去开始馏出的部分液体的原因是开始馏出的液体中含有杂质。（6）温度计的水银球应与支管口处齐平，便于测量蒸气的温度，从而知道该蒸气是否为水蒸气。预习检测1.自来水厂净水过程如图所示。下列有关说法正确的是（）

A．经该净水过程得到的不是纯水 B．投药消毒可以用熟石灰C．过滤可以除去水中的所有杂质离子 D．活性炭可以长期使用无需更换【答案】A【详解】A、经过自来水净化后的水中含有可溶性物质，不是纯净物，正确；B、投药消毒的是氯气等物质，熟石灰投入会使水中钙离子含量增加，水硬度增强，不利用使用与人体健康，错误；C、过滤可以除去难溶性杂质，错误；D、活性炭吸附会达到限度，无法继续吸附，需要定时更换，错误。故选：A。2．生活中区分硬水和软水的常用的试剂是（）A．食盐水 B．食醋 C．肥皂水 D．酒精【答案】C【详解】硬水指含有较多可溶性钙、镁化合物的水，软水指不含或含少量可溶性钙、镁化合物的水，加肥皂水振荡，泡沫较多的是软水，泡沫少浮渣多的是硬水。故生活中区分硬水和软水常用的试剂是肥皂水。故选：C。3．2023年“世界水日”“中国水周”活动主题为“强化依法治水、携手共护母亲河”。下列说法正确的是（）A．自然界中的水都是纯水 B．生活污水应集中处理后再排放C．肥皂遇到硬水易起泡沫 D．水由氧原子和氢分子组成【答案】B【详解】A、自然界中的水中含有多种物质，属于混合物，该选项说法不正确；B、生活污水应集中处理后再排放，该选项说法正确；C、肥皂遇到硬水不易起泡沫，该选项说法不正确；D、水是由水分子构成，由氢、氧元素组成，该选项说法不正确。故选：B。4．下列关于硬水、软水的说法错误的是（）A．煮沸可降低水的硬度B．加肥皂，硬水泡沫更多C．烧硬水的锅炉更易产生水垢D．软水中可溶性钙、镁化合物的含量更低【答案】B【详解】A、煮沸能降低水的硬度，该选项说法正确；B、肥皂水可鉴别硬水和软水，产生较多泡沫的为软水，较少泡沫或较多浮渣的为硬水，该选项说法错误；C、烧硬水易产生水垢，该选项说法正确；D、硬水为含有较多可溶性钙、镁化合物的水，软水为不含或少含可溶性钙、镁化合物的水，该选项说法正确。故选：B。5．实验室常用如图所示的装置制取蒸馏水，下列说法不正确的是（）A．蒸馏烧瓶中加入沸石的作用是防止暴沸B．实验时冷却水应从a进入，从b流出C．蒸馏海水获取淡水是应对淡水危机的重要途径D．蒸馏烧瓶中水的硬度比锥形瓶中的大【答案】B【详解】A、蒸馏烧瓶中加入沸石的作用是防止暴沸，符合题意；B、实验时冷却水应从b进入，从a流出，这样冷却的比较充分，不符合题意；C、海水淡化是应对淡水危机的重要途径，海水淡化的主要方法是蒸馏法。符合题意；D、锥形瓶中的水是蒸馏水，不含可溶性钙、镁化合物，蒸馏烧瓶中水含可溶性钙、镁化合物，故蒸馏烧瓶中水的硬度比锥形瓶中的大，符合题意。故选：B。6．下列制取蒸馏水的实验操作，不正确的是（）A．实验中必须使用温度计指示实验温度B．冷凝管中的水流方向是从下口进入，上口流出C．实验中需要在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，防止出现暴沸现象D．给圆底烧瓶加热时必须垫石棉网【答案】A【详解】A、制取蒸馏水的实验中没必要用温度计，选项错误；B、冷凝管中的水流方向是从下口进入，上口流出，采用逆流冷却效果更好，选项正确C、加入碎瓷片能防止液体剧烈沸腾，选项正确；D、垫石棉网能使烧瓶受热均匀，防止因局部受热而使烧瓶炸裂，选项正确；故选：A。7．自来水厂取水口管道入口处设有拦污栅，其作用相当于实验基本操作中的（）A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏【答案】B【详解】自来水厂取水口管道入口处设有的拦污，可将水中悬浮物拦截除去，将不溶性固体与液体分离，其作用相当于过滤。故选：B。8．“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中，某同学使用玻璃棒有如下操作，其中错误的是（）A．溶解

B．过滤

C．蒸发

D．转移

【答案】B【详解】A、溶解时，应用玻璃棒不断搅拌，加速溶解，该选项操作正确；B、过滤时，玻璃棒的作用为引流，而不是搅拌，该选项操作错误；C、蒸发时，应用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高，引起液滴飞溅，该选项操作正确；D、加热结束后，应将蒸发皿放在石棉网上，防止烫伤桌面，该选项操作正确。故选：B。9．小组同学用自来水蒸馏获取净化程度较高的水，实验时使用实验仪器的注意事项或功能正确的是（）ABCD仪器蒸馏烧瓶陶土网温度计冷凝管实验时注意事项或功能加2/3的自来水使受热均匀玻璃泡放入自来水中冷凝水从上方进下方出【答案】B【详解】A、蒸馏烧瓶中液体体积不能超过其容积的，也不能少于，蒸馏烧加的自来水，错误；B、陶土网能使蒸馏烧瓶受热均匀，正确；C、蒸馏过程中，温度计正确放法应该是水银球的上缘与蒸馏头支管的下缘相平，错误；D、蒸馏过程中，为提高冷却效率，冷凝水从下方进上方出，错误。故选：B。10.过滤是化学实验中分离混合物的常用方法，据图回答下列问题：

(1)在此操作中缺少的仪器是_____，其中还有的一处错误是______。(2)若过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有：①______；②_______。(3)要除去水中的色素，常加入______吸附；要将过滤后的水转化为纯水，应该进行的操作是________。【答案】(1)玻璃棒漏斗下端紧挨烧杯内壁(2)滤纸破损液面高于滤纸边缘(3)活性炭蒸馏【详解】（1）过滤时，还需要玻璃棒引流，则还缺少的仪器为玻璃棒；过滤时，漏斗下端应紧挨试管内壁。（2）过滤后滤液仍浑浊，可能原因为：①滤纸破损，液体直接流入烧杯中，②液面高于滤纸边缘，液体从滤纸与漏斗中流入烧杯中，③烧杯不干净等。（3）活性炭具有吸附性，能除去水中的色素；蒸馏得到的水为纯水，则应进行蒸馏。11.水是一种宝贵的自然资源，污水处理厂的处理过程如图1，自来水厂的净水流程如图2：

(1)图1中格栅可去除污水中较大的悬浮物、漂浮物，相当于基本实验操作中的_______。(2)图1中的加药消毒属于_______变化(填“物理”或“化学”)。(3)图2中，加入絮凝剂明矾的作用是_______。(4)图2自来水净化过程中，“吸附”操作中去除色素和异味，加入的物质是_______。【答案】(1)过滤(2)化学(3)吸附悬浮杂质，加速沉降(4)活性炭【详解】（1）图1中格栅可去除污水中较大的悬浮物、漂浮物，相当于基本实验操作中的过滤。（2）图1中的加药消毒过程中生成了新的物质，故为化学变化（初中化学水的净化过程中消毒是唯一的一步化学变化）。（3）图2中，加入絮凝剂明矾，明矾溶于水生成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中的悬浮杂质，加速沉降，故作用是吸附悬浮杂质，加速沉降。（4）活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，故加入的物质是活性炭。12.日常生活离不开水，净化水的知识在日常生活中有着广泛的应用。（1）茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学原理是___________。（2）自制净水器中常加入___________，用于除去水中的异味和色素。（3）井水的硬度较大，可加入___________检验，现象为___________。为降低其硬度，可采用的简单方法是___________。【答案】过滤活性炭肥皂水白色浮渣较多煮沸【详解】（1）茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，纱网起过滤作用，故答案为：过滤。（2）活性炭具有吸附作用，因此可用于除去水中的异味和色素，故答案为：活性炭。（3）硬水中加入肥皂水会出现较多白色浮渣，但软水中加入肥皂水不会有较多白色浮渣出现，所以可以用肥皂水来检验井水是硬水还是软水，故答案为：肥皂水。（4）硬水中加入肥皂水会出现较多白色浮渣，故答案为：白色浮渣较多。（5）降低水的硬度的方法是：在生活中是加热煮沸，在实验室中是蒸馏，故答案为：加热煮沸。13．城市的生活用水是经自来水厂净化处理过的。如图是自来水厂净化水的过程示意图。（1）在自来水厂净化自来水的过程中，a池的作用主要是____________。A沉淀

B过滤

C吸附

D蒸馏（2）取水后加入絮凝剂（明矾）的作用是____________________。（3）在处理过的水样中加入一定量的肥皂水并振荡，观察到泡沫较少，浮渣较多。说明该水样属于______（填“硬水”或“软水”）。（4）在投药消毒步骤中所发生的变化是_________（填“物理变化”或“化学变化”）。（5）水资源短缺会影响人民生活，制约经济发展。请举出一种节水的措施___________。【答案】B加快难溶性杂质的沉降硬水化学变化用淘米水浇花或洗衣服水冲厕所等【详解】（1）a池为过滤池，可以过滤掉水中的难溶性杂质，其作用是过滤，故填B。（2）絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮的难溶性固体颗粒，加快难溶性杂质的沉降，故填加快难溶性杂质的沉降。（3）硬水遇到肥皂水产生浮渣，软水遇到肥皂水产生泡沫，水样中加入肥皂水后观察到泡沫较少，浮渣较多，说明该水样为硬水，故填硬水。（4）投药消毒时，消毒剂与水样中的有害微生物反应生成新物质，属于化学变化，故填化学变化。（5）保护水资源的一种方法是节约用水，节约用水的措施有用淘米水浇花、洗衣服水冲厕所等，故填用淘米水浇花或洗衣服水冲厕所等。003探究提升►环节一探究水的净化方法问题探究1探究明矾的净水作用步骤取2个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水，向其中1个烧杯中加人3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，静置，观察现象现象加入明矾的较澄清，不加明矾的烧杯中较大颗粒沉淀下来，仍有较小颗粒悬浮在水面上结论明矾可作絮凝剂。明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附性使杂质沉降达到净水的目的问题探究2用肥皂水区分软水和硬水步骤把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水的试管中，振荡，观察两试管中产生泡沫的情况。现象一支试管内出现较多泡沫，另一支试管内出现泡沫较少结论出现较多泡沫的原试样为软水，出现泡沫较少的原试样为硬水问题探究3制取蒸馏水步骤在烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸。按图连接好装置，使各连接部件严密不漏气。加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热。用肥皂水比较蒸馏前后的硬度变化。现象蒸馏前的硬水加入肥皂水，出现泡沫较少，有较多白色浮渣；蒸馏后的水，加入肥皂水，出现泡沫较多，没有白色浮渣。结论蒸馏能使硬水软化。要点归纳常用净水方法净水方法原理作用净化程度沉淀静置沉淀利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质沉降除去不溶性杂质净化程度由低到高净化程度由低到高吸附沉淀利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使悬浮的小颗粒吸附在一起形成较大颗粒的不溶物而沉降下来过滤把液体与不溶于该液体的固体分开除去不溶性杂质吸附利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去部分可溶性杂质吸附在其表面而除去除去不溶性杂质、部分可溶性杂质和臭味等蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质和不溶性杂质典例精讲【例1】（天津市和平区益中学校2022-2023学年九年级上学期期末）为了探究明矾的净水作用，设计了如下实验．提出问题：明矾在溶液中能全部离解成自由移动的钾离子、铝离子和硫酸根离子，明矾的净水原理是什么？是什么起作用？猜想与假设：明矾溶于水生成的胶状物与铝离子有关，即明矾净水是铝离子的作用．探究实验：设计实验、实验过程、分析与论证实验步骤实验现象结论①在蒸馏水中加入少量明矾，搅拌明矾_______________②在浑浊的天然水中加少量明矾，搅拌静置有_______生成，天然水_____________③在浑浊天然水中加少量硫酸铝，搅拌静置有______生成，天然水____________④在浑浊的天然水中加少量硫酸钾，搅拌静置天然水_______________⑤在浑浊的天然水中加少量氯化铝，静置沉淀有______生成，天然水变_________结论：有以上实验可知：明矾的净水作用与________有关．【答案】(1).明矾溶解(2).明矾能溶解(3).有沉淀生成(4).天然水变浑浊(5).明矾吸附水中小颗粒泥尘聚集成大的，沉降(6).沉淀(7).变浑浊(8).硫酸铝有明矾的吸附作用(9).不变(10).硫酸钾无明矾的吸附作用(11).沉淀(12).变浑浊(13).氯化铝有明矾的吸附作用(14).铝元素【详解】已知明矾在溶液中能全部离解成自由移动的钾离子、铝离子和硫酸根离子，而铝离子很容易水解，生成胶状的氢氧化铝，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清，所以，明矾是一种较好的净水剂，故答为：实验步骤实验现象结论①在蒸馏水中加入少量明矾，搅拌明矾溶解明矾能溶解②在浑浊的天然水中加少量明矾，搅拌静置有沉淀生成，天然水变浑浊明矾吸附水中小颗粒泥尘聚集成大的，沉降③在浑浊的天然水中加少量硫酸铝，搅拌静置有沉淀生成，天然水变浑浊硫酸铝有明矾的吸附作用④在浑浊的天然水中加少量硫酸钾，搅拌静置天然水不变硫酸钾无明矾的吸附作用⑤在浑浊的天然水中加少量氯化铝，静置沉淀有沉淀生成，天然水变浑浊氯化铝有明矾的吸附作用【例2】（广西钦州市浦北县2022-2023学年九年级上学期期末）硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙，镁化合物。【实验一】探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgCl2的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：组别第1组第2组第3组实验操作实验序号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨混合溶液用量/滴0001x1222肥皂水用量/滴510205102051020产生泡沫量少多很多无少多无无少【解释与结论】（1）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是_______。（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中x应为_______。（3）第2组实验的目的是以肥皂水为变量，探究_______的关系。（4）由上述三组实验得到的结论是_______。【实验二】比较不同水样的硬度【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。实验操作水样肥皂水用量/滴市售纯净水2煮沸后的自来水6自来水9湖水14【解释与结论】（5）硬度最大的水样是_______。（6）由上述实验可知，能将自来水硬度降低的方法有_______。（7）继续实验，发现山泉水的硬度大于自来水的硬度，其实验方案为_______。【答案】（1）产生泡沫多少（2）1（3）肥皂水多少与产生泡沫量（4）硬水中加肥皂水泡沫少，软水中加肥皂水泡沫多（5）湖水（6）煮沸（7）另取相同量山泉水，滴加肥皂水，记录产生泡沫所需肥皂水量，大于自来水所需肥皂水量，说明山泉水硬度大于自来水【解析】（1）对比②和⑧可知，加入相同量肥皂水，硬水泡沫少，软水泡沫多，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是产生泡沫多少。（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，混合溶液用量应相同，⑤中x应为1。（3）第2组实验中验证不同肥皂水用量，产生泡沫量不同，因此是探究肥皂水用量与产生泡沫量的关系。（4）由上述三组实验可以看出,当在相同体积蒸馏水加入不同量氯化钙和氯化镁溶液，同时加入相同量的肥皂水，则可以看出蒸馏水泡沫多，而加入氯化钙和氯化镁体积越多的泡沫越少，而水的硬度根据钙、镁离子含量来表示，所以说明硬水加入肥皂水泡沫少，软水加入肥皂水泡沫多。

（5）硬度越大，观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量越大，故硬度最大的水样是湖水。（6）由表中数据可知，煮沸后的自来水与自来水比较，观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量减小，硬度减小，故煮沸可以降低自来水硬度。（7）为了确保只改变水质，其他实验条件一致，因此需要取相同量的山泉水，然后滴加肥皂水，记录加入肥皂水产生泡沫时使用的量，与自来水的数据相比，得出实验结论，故实验方案：另取相同量山泉水，滴加肥皂水记录产生泡沫所需肥皂水量，大于自来水所需肥皂水量，说明山泉水硬度大于自来水。【例3】（黑龙江省大庆市肇源县2022-2023学年八年级上学期期末）如图所示，在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，再加入约体积的自来水，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法正确的是A.操作时先加热，后通入冷却水B.实验时，冷凝管进、出水的方向：a进b出C.图中所示装置，温度计的位置不对，水银球应该插入液态水中D.加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网【答案】D【详解】A、蒸馏需要先通冷却水，后加热烧瓶。若先加热烧瓶，蒸气不能得到充分冷凝，且冷凝器温度过高，通入冷却水时易发生炸裂事故。不符合题意；B、实验时，冷凝管进、出水的方向：b进a出，进水接触低温液体，出水接触高温蒸汽，能够保证冷凝管下端的水是温度最低的水，从而达到最佳的冷凝效果。不符合题意；C、温度计的作用是测量物质的沸点，故放在烧瓶的支管口处，这样可以测量蒸汽的温度。不符合题意；D、加热蒸馏烧瓶必须垫陶土网，以免受热不均炸裂。符合题意；故选D。►环节二探究自来水的生产过程问题探究4【资料】中国的自来水事业，诞生于清朝末期的1908年，得到当时慈禧太后的大力支持。2008年是北京自来水事业的百年华诞。自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。它主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水，（地表水不可能是矿泉水。地下水如果水质好并含有大量的有益元素可以用于生产矿泉水。）并经过沉淀、消毒、过滤等工艺流程，最后通过配水泵站输送到各个用户。自来水是经过多道工艺流程由自来水职工制造出来的。首先必须把源水从江河湖泊中抽取到水厂，当然，不同的地区它的取水口是不同的，水源直接影响着一个地区的饮水质量；然后经过沉淀、过滤、消毒、入库（清水库），再由送水泵高压输入自来水管道；最终分流到用户龙头。整个过程要经过多次水质化验，有的地方还要经过二次加压、二次消毒才能进入用户家庭。现在自来水消毒大都采用氯化法，公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病，这种方法推广到至今有100多年历史了，具有较完善的生产技术和设备，氯气用于自来水消毒具有消毒效果好，费用较低，几乎没有有害物质的优点。在现阶段，消毒剂除氯气外，还有二氧化氯，臭氧，采用代用消毒剂可降低有害物质的生成量，同时提高处理效率。目前世界上安全的自来水消毒方法是臭氧消毒，不过这种方法的处理费用太昂贵，而且经过臭氧处理过的水，它的保留时间是有限的，至于能保留多长时间，目前还没有一个确切的概念。所以目前只有少数的发达国家才使用这种处理方法。（2023山西省太原市中考二模）水是生命中不可或缺的物质。化学兴趣小组的同学们在学习了与水有关的知识后，决定对日常生活中司空见惯的自来水分别从生产过程、水质检测、自制净水器等方面展开项目式学习。活动一：参观自来水生产过程【参观实践】（1）同学们在老师的带领下来到太原市自来水厂参观自来水的生产过程，该过程主要包括：取水→加絮凝剂→过滤→吸附→______→配水。活动二：测量自来水的硬度【查阅资料】同学们查阅了相关资料，了解到国家有关水的硬度的标准为：类别极软水c软水中硬水硬水高硬水以CaCO3浓度计（mg/L）0～7575～150150～300300～450450～700【进行测量】（2）同学们在实验室中取少量自来水，用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2mg/L，说明本地区的自来水属于______。同学们又向此自来水中加入少量肥皂水，搅拌后观察到______，也得出了相同结论。活动三：检验自来水中所含离子【进行猜想】同学们根据所学，猜想自来水中可能含有Ca2+、【实验验证】（3）同学们设计并进行了以下实验。实验步骤实验操作实验现象实验结论步骤1取少量自来水于试管中，向其中滴加过量Na2CO3溶液产生白色沉淀自来水中含有Ca2+步骤2向上述试管中滴加______产生白色沉淀自来水中含有【质疑反思】（4）有同学认为步骤2不能证明自来水中含有，理由是______，应调整实验方案，方法是______。【总结分析】（5）同学们写出了实验过程中发生反应的化学方程式______（写一个）。活动四：自制简易净水器【交流探讨】同学们认为，虽然自来水的水质在出厂时已检验合格，但石子在管道运输过程中仍不可避免地受到了污染，所以在家中使用自来水时，最好安装净水器。于是他们在老师的帮助下，利用所学知识，制作了简易净水器。【成果展示】（6）同学将自制的简易净水器在学校“科技节”上进行了展示，请你与他们一同完成对有关结构的说明（如图）______。【答案】（1）投药消毒（2）①.硬水②.泡沫少，浮渣多（3）溶液（或溶液）（4）①.过量的与（或）反应也产生白色沉淀，不能证明一定含有②.重新取少量自来水进行第2步实验（或继续向已生成的白色沉淀中加入过量稀盐酸或稀硝酸）（5）（6）活性炭【解析】（1）自来水生产过程：取水→加絮凝剂→过滤→吸附→投药消毒→配水，故填：投药消毒；（2）①测得自来水的硬度为311.2mg/L，对照水的硬度标准表格，300＜311.2＜450，为硬水，故填：硬水；②用肥皂水鉴别硬水和软水，加入肥皂水后，泡沫少，浮渣多的是硬水，故填：泡沫少，浮渣多；（3）步骤2的目的是验证的存在，需要加入，可以加入可溶的钡盐溶液，氯化钡溶液、硝酸钡溶液，故填：溶液（或溶液）；（4）①步骤1中加了过量的溶液，再加入，与也能生成白色沉淀，不能证明一定含有，故填：过量的与（或）反应也产生白色沉淀，不能证明一定含有；②调整实验方案的方法可以是重新取少量自来水进行第2步实验，也可以是继续向已生成的白色沉淀中加入过量稀盐酸或稀硝酸，若仍有白色沉淀，则一定含有，故填：重新取少量自来水进行第2步实验（或继续向已生成的白色沉淀中加入过量稀盐酸或稀硝酸）；（5）实验过程中发生反应方程式；（6）自制的简易净水器的空白处应为活性炭，利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质，故填：活性炭；要点归纳1.沉淀法：=1\*GB3①静置沉淀：让较大的颗粒自然沉降。=2\*GB3②吸附沉降：加絮凝剂明矾，利用其溶于水生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降下来。（吸附杂质的过程属于物理变化，生成胶状物的过程属于化学变化）2.过滤：除去水中的不溶性杂质。过滤操作要点：“一贴，二低，三靠”一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁（中间不要留有气泡，否则会影响过滤速度）。二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘。三靠：烧杯口紧靠玻璃棒，使液体沿玻璃棒流入过滤器；玻璃棒下端轻轻斜靠在三层滤纸的一边，以免弄破滤纸；漏斗下端要紧靠烧杯内壁，使滤液沿烧杯壁流下（否则滤液会向四周飞溅，而且影响过滤的速度）。3.活性炭吸附：活性炭可以吸附水中的色素和异味等，发生的是物理（填“物理”或“化学”）变化，活性炭有强的吸附性，是因为活性炭是一种疏松多孔结构。典例精讲【例1】（2023·湖南株洲·统考模拟预测节选）人类日常生活离不开水。

(1)某水厂净化水的大致流程如图1。①水经过沙滤池，除去的杂质是___________(填“不溶性”或“可溶性”)杂质。②炭滤池中起吸附作用的主要物质是___________。【答案】(1)不溶性活性炭(2)H2分解【详解】（1）①沙滤池起过滤作用，过滤除去的是水中不溶性杂质，故填：不溶性。②炭滤池中起吸附作用的主要物质是活性炭，活性炭内部疏松多孔的结构可以吸附水中溶解的杂质，如除臭去色等，故填：活性炭。【例2】（江苏省连云港市赣榆区2022-2023学年九年级下学期期中节选）水是生命之源。（1）自然界中的水都含有杂质，经自来水厂净化处理获得生活用水。下图为自来水厂净水过程示意图：①“过滤池”可除去______________杂质；“吸附池中选用活性炭除去水中的色素和异味，活性炭具有吸附性的原因是______________。②自来水都具有一定的硬度，生活中将硬水软化的方法是______________；热水瓶长时间使用后，瓶胆内整常附着一层水垢【主要成分是CaCO3和Mg（OH）2】，可以选择厨房里的______________来浸泡去除。③节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。下列叙述正确的是______________。a.生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水b.为了改善水质，可以向其中加入大量的净水剂和消毒剂c.大量使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响【答案】（1）①.难溶性②.活性炭具有疏松多孔的结构③.煮沸④.食醋⑤.a【解析】（1）①通过过滤可除去难溶解的固体物质，所以“过滤池”可除去难溶性杂质；因为结构决定性质，所以活性炭具有吸附性的原因是活性炭具有疏松多孔的结构。②自来水都具有一定的硬度，生活中将硬水软化的方法是煮沸；热水瓶长时间使用后，瓶胆内整常附着一层水垢，可以选择厨房里的食醋来浸泡去除，因为水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁，食醋可与碳酸钙、氢氧化镁发生反应。③a.生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水，可节约用水，此选项正确；b.为了改善水质，可以向其中加入适量的净水剂和消毒剂，此选项错误；c.合理使用农药、化肥可以提高农作物产量，对天然水体没有影响，此选项错误。故选a。【例3】（2023年海南省初中学业水平考试模拟）机场、车站等公共场所设有许多直饮水机，能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用水，其处理水的过程如图所示。（1）日常生活中，请写出检验饮用水是硬水还是软水方法_____。（2）炭罐的作用是________(填字母)。A.过滤 B.脱色除味 C.消毒杀菌（3）写出生活中一条节约用水的措施_____。【答案】（1）将适量多的肥皂水滴入等量的水样中，振荡，若产生泡沫较多，浮渣较少，则是软水，反之是硬水（2）B（3）用淘米水浇花【解析】（1）日常生活中，检验饮用水是硬水还是软水用肥皂水，方法是：将适量多的肥皂水滴入等量的水样中，振荡，若产生泡沫较多，浮渣较少，则是软水，反之是硬水。（2）炭罐中含有活性炭颗粒，活性炭具有吸附性，能除去异味和色素，故选B。（3）生活中节约用水的措施：用淘米水浇花、用洗衣服的水冲厕所或拖地等。004课堂总结一、自来水厂净水过程二、常用净水方法净水方法原理作用净化程度沉淀静置沉淀利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质沉降除去不溶性杂质净化程度由低到高净化程度由低到高吸附沉淀利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质进行吸附，使悬浮的小颗粒吸附在一起形成较大颗粒的不溶物而沉降下来过滤把液体与不溶于该液体的固体分开除去不溶性杂质吸附利用活性炭等具有吸附作用的物质把水中的一些不溶性杂质滤去部分可溶性杂质吸附在其表面而除去除去不溶性杂质、部分可溶性杂质和臭味等蒸馏通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水除去可溶性杂质和不溶性杂质三、过滤适用范围：难溶性固体与液体的分离。操作要点：一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。二低：滤纸的边缘要低于漏斗的边缘；液面要低于滤纸的边缘。三靠：倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒；玻璃棒的下端要轻靠在三层滤纸的一边；漏斗的下端管口要紧靠烧杯内壁。四、硬水和软水硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。鉴别方法：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水、硬水中，振荡，若产生的泡沫多，浮渣少，则是软水；若产生的泡沫少，浮渣多，则是硬水。软化方法：生活中通过煮沸可以降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到净化程度最高的蒸馏水。五、蒸馏原理：根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。注意事项：（1）烧瓶需垫石棉网。（2）烧瓶中液体体积约为其容积的1/3~2/3。（3）烧瓶内应加入沸石（或碎瓷片）的目的是防止液体暴沸。（4）冷凝水下进上出的目的是便于液体充满冷凝管，利用水蒸气的冷却。（5温度计的水银球应与支管口处齐平，便于测量蒸气的温度，从而知道该蒸气是否为水蒸气。005强化训练1．（2023·福建·中考真题）自来水厂将天然水净化为饮用水，无需进行的操作是（）A．降温结晶 B．絮凝沉降C．杀菌消毒 D．细沙滤水【答案】A【详解】自来水厂净水过程为：天然水→加絮凝剂→沉降→过滤→吸附→加消毒剂→自来水。故无需进行的操作为降温结晶。故选A。2．（2023广东广州市荔湾区一模）如图所示的生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用，可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是A.生命吸管的活性炭能够降低水的硬度B.经过生命吸管净化后的水属于纯净物C.经过生命吸管净化后的水不含病毒和细菌D.生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化【答案】D【解析】A、活性炭只能除去水中的色素和异味，并不能除去水中可溶性钙、镁化合物，即不能降低水的硬度，该选项说法不正确；B、经过生命吸管净化后的水中仍含有可溶性钙、镁化合物，属于混合物，该选项说法不正确；C、由于加碘树脂主要起杀菌消毒的作用，可以除去99.3%的细菌和病毒，则经过生命吸管净化后的水中仍含有少量的细菌和病毒，该选项说法不正确；D、活性炭过滤层及双层纺织网的净水过程中没有新物质生成，属于物理变化，加碘树净水过程中有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确。故选D。3.（2023江苏常州市武进区前黄实验学校一模）某直饮水机水处理的过程如图所示，步骤②对应的作用是（）A.过滤 B.吸附杂质 C.杀菌消毒 D.蒸馏【答案】A【解析】超滤膜可以除去不溶性的杂质，所以步骤②对应的操作是过滤。故选A。4．（2023·湖北荆州·中考真题）常用来区分硬水和软水的试剂是（）A．食盐水 B．肥皂水 C．蔗糖水 D．蒸馏水【答案】B【详解】硬水是指含有较多钙镁化合物的水，软水是指不含或者含有少量钙镁化合物的水，鉴别硬水软水通常使用肥皂水，向水样中加入肥皂水、振荡，若泡沫多、浮渣少，则为软水，若泡沫少、浮渣多，则为硬水。故选B。5．（2023·山东聊城·中考真题）2023年“中国水周”活动主题为“强化依法治水，携手共护母亲河”。以下关于黄河流域水资源的说法不正确的是（）A．加入明矾能促进黄河水中悬浮杂质沉降B．可用肥皂水检验黄河水是否为硬水C．合理使用农药、化肥以减少水体污染D．黄河水经过沉降、过滤和灭菌操作可得到纯净的水【答案】D【详解】A、明矾溶于水会形成胶状物，吸附水中悬浮的杂质使其沉降，该选项说法正确；B、肥皂水可鉴别硬水和软水，产生泡沫较多的为软水，产生泡沫较少或浮渣较多的为硬水，该选项说法正确；C、合理使用化肥、农药可减少水体污染，该选项说法正确；D、黄河水经过沉降、过滤能除去水中难溶性杂质，灭菌能杀死细菌、病毒，净化后的水中仍含有可溶性杂质，则仍为混合物，该选项说法不正确。故选D。6．（2023·内蒙古包头·中考真题）项目式学习小组利用自制的简易净水器处理黄河水样(如图)。下列对水样处理过程分析错误的是（）A．能除去水样中的颜色和异味 B．能除去水样中难溶性杂质C．该过程能将水样转化为软水 D．该过程中发生的是物理变化【答案】C【详解】A、活性炭具有吸附性，能除去颜色和异味，该选项分析正确；B、该装置具有过滤的作用，能除去水中难溶性杂质，该选项分析正确；C、该装置不能除去水中的钙、镁离子，则不能将硬水软化，该选项分析错误；D、该过程并没有新物质生成，属于物理变化，该选项分析正确。故选C。7.（2023·广东广州·中考真题）某学习小组制作的净水器如图，关于该净水器的说法正确的是（）A．能把自来水变成