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化　 学　 试　 题

 

[组图]水的净化

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自然界的水
　　水在地球上是极为丰富的，分布很广。水是生命之源，是人体中含量最多的物质。各种生物体内都含有水。水的用途非常广泛，生命的孕育和维系需要水，人类的日常生活和工农业生产离不开水，水力可以发电，水也是制取很多化工产品的原料，如制清洁能源氢气、化肥等。同时，水在交通运输业中也发挥着巨大的作用。通过本单元的学习，我们将从水的组成、净化和水资源的保护三个方面重新认识水。

水的净化
1、净化水的方法
　　纯水（H2O）是无色、无臭、清澈透明的液体。自然界中的天然水处于一个开放的环境，由于含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈现浑浊，因此在使用前通常需要不同程度的净化。
　　净化水的主要方法有：沉淀、吸附、过滤和蒸馏。
　　（1）沉淀：放置使其自然沉淀，或者加入明矾，利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附作用，使杂质沉降，来达到净水的目的。
　　（2）吸附：加入有吸附作用的固体，可以除去水中的一些不溶性杂质，还可以吸附一些可溶解的杂质，除去臭味。如：净水器，有些就是利用活性炭来吸附、除去水中的杂质的。
　　（3）过滤：将不溶于水的固体杂质与水分离开的操作。
　　①所需仪器：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒。
　　②基本操作及注意事项
操作 注意事项 原因
一贴 滤纸紧贴漏斗内壁，中间不要留有气泡 加快过滤速度
二低 漏斗内的滤纸边缘低于漏斗口边缘 防止在滤纸和漏斗之间产生气泡，进而影响过滤速度
漏斗内液面低于滤纸边缘 防止液体沿着漏斗壁流下，使滤液浑浊
三靠 玻璃棒下端紧靠三层滤纸处 防止滤纸破损
烧杯尖嘴紧靠玻璃棒的中部 防止待滤液体流到漏斗外
漏斗下端管口紧靠烧杯内壁 防止滤液溅出，也能加快过滤速度
　　③过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有那些？
　　滤纸破损；滤液边缘高于滤纸边缘；仪器不干净等。
　　对仍浑浊的滤液应再过滤一次，直到澄清为止。经过净化后的水虽然变澄清了，但所得的水仍然不是纯水。要想得到净化程度很高的水可以使用蒸馏的操作。
　　（4）蒸馏
　　蒸馏是通过给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，凝聚成液体的方法。在实验室可以制取蒸馏水，装置如下图：
　　　　　　　　
　　简易装置图如甲和图乙：
　　　　　　　
　　　　　　　　 图甲　　　　　　　　　　图乙
　　注意：为防止加热时出现暴沸，事先加入几粒沸石或碎瓷片；（当过热的液体温度远高于沸点时，小气泡内的气压就比外界的压强高，于是气泡迅速增长而膨胀，以至由于破裂引起容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为避免容器的暴沸，可在容器中放含有空气的碎磁片或者沸石等。）
　　简易装置中长导管的作用是冷凝；
　　蒸馏烧瓶加热要垫上石棉网；
　　冷凝水从下口进，上口出，使冷凝效果更好。

2、硬水及其转化
　　（1）硬水和软水
　　含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水。井水、河水、矿泉水等多为硬水。
　　不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。雨水、雪水、纯净水等属于软水。
　　（2）硬水与软水的区分方法
　　①加入适量的肥皂水，振荡，泡沫较多的是软水，没有或少有泡沫，并有较多浮渣的是硬水。
　　②加热煮沸，产生白色固体的是硬水，不产生或者产生很少白色固体的是软水。
　　（3）硬水的危害
　　①洗衣服时浪费肥皂，又洗不净衣服。
　　②锅炉用水硬度大，不仅浪费燃料，还易由于局部过热引起管道变形，损坏或爆炸。
　　③长期饮用硬度大的水，还易患大骨节病、关节肿大甚至丧失劳动能力，还可引起消化功能紊乱。
　　（4）硬水的软化
　　①生活中将水煮沸，可使部分可溶性钙、镁化合物沉淀析出。降低水的硬度。
　　②实验室用蒸馏的方法得到蒸馏水，降低水的硬度。

爱护水资源
1、人类拥有的水资源
　　自然界中的水包括海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水、生物水等。
　　（1）海洋是地球上最大的储水库，它不仅繁衍着无数水生生物，还蕴藏着丰富化学资源，是人类资源宝库。海水中含有80多种化学元素，其中含量最多的是氧元素。目前，淡化海水的成本很高，尚不能推广。
　　（2）淡水储量约占全球水储量的2.53%，其中可利用的只约占30.4%。
　　（3）全球水资源日趋短缺，有80多个国家约20多亿人口面临淡水危机，我国淡水资源居世界第6位，人均水量约为世界人均水量的四分之一，居世界八十几位。水资源的短缺将直接影响人们的日常生活和经济的发展。

2．爱护水资源
　　（1）节约用水，提高水的利用率。
　　节约用水，一方面要防止浪费水，另一方面要通过使用新技术，改革工艺和改革习惯来减少大量工农业和生活用水，提高水的利用率。
　　（2）防止水体污染。
　　水体污染的主要来源：工业生产中废水未达标排放，农业上化肥、农药的不合理使用，生活污水的任意排放。

【例题解析】
　　1．右图是自来水厂的净水过程，其中除去水中不溶性杂质的主要设备是_________池，除去臭味和一些可溶性杂质的设备是___________池。经过以上处理的自来水不是纯水，若要制取纯水，应采取的净化方法是_______。

　　【分析】本题容易除去水中不溶性杂质的主要设备容易误选为反应沉淀池，学生在审题当中没有注意“除去”是要将不溶性杂质与水分离，而反应沉淀池是通过加入明矾，明矾在水中形成胶状物吸附在水中悬浮的小颗粒后沉降，这个过程应该是产生不溶性杂质而没有除去不溶性杂质。
　　本题答案：过滤　 活性炭吸附　 蒸馏　

　　2．依据右图所示，小兰开始自制净水器进行实验，从上口倒入带有红色的水之后，最初下口出现的是黑水，一段时间后，下口出现的是红水，于是小兰改进了自己的净水器。 关于小兰的实验，下列说法正确的是　
　　A．出现黑水说明刚做好的净水器需要被洗涤　　
　　B．出现红水说明活性炭没有起吸附作用
　　C．小兰应减少净水器中的活性炭　　
　　D．小兰应在净水器中加入更多的石英沙

　　【分析】本题考查的是学生是否实际体验过简易净水器的制作过程。A选项亲自制作净水器的学生才能体会到，刚买来的活性炭因为有很多细小的炭粉颗粒，如果不洗涤直接使用，炭粉会随滤液流下，看到的就是“黑水”。“一段时间后，下口出现的是红水”从此现象分析得知活性炭没有起到吸附作用，有可能是活性炭量过少不能保证与红水充分接触，因此红色不能被彻底吸附。因此，C选项判断正好相反，D选项石英砂并不能起到吸附作用，加入更多也没有用。
　　本题答案：B

　　3．下列说法中，错误的是　 (　 )
　　A．过滤操作可以除去水中的不溶物　　B．蒸馏水是净化程度较高的水
　　C．锅炉用水硬度太高十分危险　　　　D．活性炭可以把硬水转化为软水

　　【分析】本题测试了本课题中的重要知识点。活性炭具有吸附作用，能脱色、除臭，但不能与钙、镁离子结合。因此不能完成软、硬水之间的转化。
　　本题答案：D

　　4．下列叙述中，不正确的是（　　　 ）
　　A．硬水易生水垢　　　　　　　　　　　 B．软水与肥皂作用不易起泡沫
　　C．地球上可利用的淡水资源是有限的　　 D．生活污水的任意排放会造成水体的污染

　　【分析】本题考查硬水和软水的知识，而对于淡水资源和水体污染的描述都是正确的。硬水煮沸产生水垢，而软水煮沸后没有水垢或者水垢很少。硬水与肥皂水作用，不易起泡沫，有较多浮渣，软水与肥皂水作用，泡沫比硬水丰富。
　　本题答案：B

　　5．取一个雪碧饮料(或可乐饮料)1～1.2L的空塑料瓶，剪去瓶底，在瓶盖上打一个孔，在孔中插半根很粗的塑料吸管，四周用胶带密封，旋紧瓶盖。将瓶倒置，向瓶内由下而上放置洗净的过滤层(如右图)，制成一个简易净水器。取一个容器放在下面接水。
　　（1）实验操作及现象：
　　在厨房内取一匙食盐倒在一杯水中，搅拌，使其溶解。 食盐水是 ________色的，尝一下有_________味，然后从简易净水器上部倒人，在下端接水后再尝一下，与原来的盐水比较，其咸味________　（填“相同”或“不同”）。
　　取少量泥沙放在一杯自来水中，搅拌后观察到水变___________，将其从简易净水器上部倒入，在下端管口接水，观察到水变___________。
　　（2）分析与思考：
　　简易净水器有__________作用，可以除去__________________，不能除去_______________。
　　若将硬水通过简易净水器，能否软化?为什么?______________________。
　　（3）结论：简易净水器可以将水___________，但不能得到 ___________水。

　　【分析】本题第（1）小题考查对活性炭功能的理解，活性炭可以吸附异味，但是可溶性的钙镁化合物不能被吸附。同学们可以从制白糖的实验过程中迁移得到正确答案，我们厨房的白糖是从红糖溶液通过活性炭过滤得到的，从此事实可以得知活性炭可以吸附色素或有异味的较大的分子，而像糖中较小的一些分子不能被活性炭吸附，同样食盐水中的氯离子和钠离子也不能被吸附。
　　本题答案：
　　（1）无　 咸　 相同　 浑　 清
　　（2）吸附、过滤　 难溶物　 可溶物不能。因为硬水中的钙、镁离子均以可溶解在水中。
　　（3）净化（除去难溶物）　 纯净

来源：中国哲士网

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