資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
3.5 跨學科實踐活動：水的凈化與自制凈水器 分層作業
一、課堂作業
（1）下列凈化水的操作中，凈化程度最高的是（ ）
A. 沉淀
B. 過濾
C. 蒸餾
D. 吸附
(2)自制凈水器時，填充材料的順序正確的是（ ）
A. 蓬松棉→石英砂→小卵石→活性炭
B. 小卵石→石英砂→蓬松棉→活性炭
C. 活性炭→蓬松棉→石英砂→小卵石
D. 小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉
(3)家用凈水器中，通常最后一層過濾材料是（ ）
A. 活性炭
B. 小卵石
C. 蓬松棉
D. 石英砂
(4)下列方法中，能降低水的硬度的是（ ）
A. 過濾
B. 吸附
C. 煮沸
D. 靜置沉淀
(5)下列關于水的凈化的說法錯誤的是（ ）
A. 活性炭可除去水中的異味
B. 過濾能除去水中所有雜質
C. 煮沸可降低水的硬度
D. 蒸餾可得到純凈的水
二、課后作業
（1）某同學自制凈水器時，發現過濾速度很慢，可能的原因是（ ）
A. 活性炭放太多
B. 濾紙與漏斗之間有氣泡
C. 蓬松棉太少
D. 小卵石顆粒太小
（2）下列物質中，不能用于水消毒的是（ ）
A. 氯氣
B. 二氧化氯
C. 活性炭
D. 臭氧
（3） 硬水轉化為軟水的方法中，屬于物理變化的是（ ）
A. 煮沸
B. 蒸餾
C. 加肥皂水
D. 加生石灰
（4）下列關于凈水器的說法正確的是（ ）
A. 凈水器中的活性炭可長期使用無需更換
B. 凈水器能除去水中所有雜質
C. 自制凈水器可將自來水變為蒸餾水
D. 凈水器的過濾材料需定期清洗或更換
（5）下列凈化水的操作中，發生化學變化的是（ ）
A. 沉淀
B. 過濾
C. 消毒
D. 吸附
（6）下列關于水凈化的說法中，正確的是（ ）
A. 天然水經過凈化后一定是軟水
B. 凈水時加入明礬可殺菌消毒
C. 過濾能除去水中的不溶性雜質
D. 蒸餾水中不含任何化學物質
（7）下列關于混合物分離思路的說法，錯誤的是（ ）
A. 過濾法利用物質溶解性差異分離不溶性雜質
B. 蒸餾法通過控制溫度分離不同沸點的液體
C. 吸附法利用物質的化學性質除去色素和異味
D. 沉淀法借助重力使顆粒沉降分離雜質
（8）自制凈水器中，小卵石和石英砂的作用是________，活性炭的作用是________。
（9）實驗室中常用________（填物質名稱）來吸附水中的異味和色素，其吸附性屬于________（填“物理”或“化學”）性質。
（10）綜合大題（1道）
【實驗探究】某小組開展“水的凈化及硬度檢驗”實踐活動，步驟如下：
Ⅰ. 凈化河水
取200mL渾濁河水，按以下流程凈化：
1. 沉淀：加入明礬攪拌，靜置10分鐘（明礬化學式為KAl(SO ) ·12H O）。
2. 過濾：組裝過濾裝置（如圖），將沉淀后的河水過濾。
3. 吸附：向濾液中加入活性炭，振蕩后靜置。
Ⅱ. 檢驗硬度
取凈化后的水，加入肥皂水振蕩，觀察泡沫情況。
Ⅲ. 拓展實驗
將凈化后的水煮沸，冷卻后觀察燒杯底部是否有沉淀。
請回答下列問題：
(1) 步驟1中明礬的作用是________________________，其原理是明礬溶于水生成膠狀物，________（填“吸附”或“反應”）水中的懸浮物使其沉降。
(2) 步驟2過濾時，若發現濾液仍渾濁，可能的原因是________________（寫一條），此時應________。
(3) 步驟3中活性炭的作用是________________，該過程屬于________（填“物理”或“化學”）變化。
(4) 若步驟Ⅱ中加入肥皂水后產生大量浮渣，說明凈化后的水是________（填“硬水”或“軟水”），步驟Ⅲ中煮沸后燒杯底部出現的沉淀主要是________（填“碳酸鈣”或“氯化鎂”）。
(5) 下列操作能進一步降低水硬度的是________（單選）。
A. 過濾
B. 蒸餾
C. 吸附
D. 靜置沉淀
(6) 對比自來水廠的凈水流程，該小組的實驗缺少的關鍵步驟是________，其目的是________。
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3.5 跨學科實踐活動：水的凈化與自制凈水器 分層作業
一、課堂作業
（1）下列凈化水的操作中，凈化程度最高的是（ ）
A. 沉淀
B. 過濾
C. 蒸餾
D. 吸附
【答案】C
【解析】蒸餾可除去水中所有雜質，得到純水，凈化程度最高；沉淀、過濾、吸附只能除去部分雜質。 故選：C。
(2)自制凈水器時，填充材料的順序正確的是（ ）
A. 蓬松棉→石英砂→小卵石→活性炭
B. 小卵石→石英砂→蓬松棉→活性炭
C. 活性炭→蓬松棉→石英砂→小卵石
D. 小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉
【答案】B
【解析】凈水器填充材料應按顆粒從大到小排列，先小卵石（過濾大顆粒），再石英砂（過濾較小顆粒），然后蓬松棉（進一步過濾），最后活性炭（吸附），B選項順序正確。故本題答案為：B。
(3)家用凈水器中，通常最后一層過濾材料是（ ）
A. 活性炭
B. 小卵石
C. 蓬松棉
D. 石英砂
【答案】A
【解析】凈水器中過濾材料通常按顆粒由大到小排列，小卵石、石英砂用于初步過濾，蓬松棉進一步過濾，活性炭用于吸附異味和色素，一般作為最后一層。故本題答案為：A。
(4)下列方法中，能降低水的硬度的是（ ）
A. 過濾
B. 吸附
C. 煮沸
D. 靜置沉淀
【答案】C
【解析】硬水含較多鈣、鎂離子，煮沸可使鈣、鎂離子轉化為沉淀，降低水的硬度；過濾、吸附、沉淀只能除去不溶性雜質，無法去除可溶性鈣、鎂離子。C正確。
(5)下列關于水的凈化的說法錯誤的是（ ）
A. 活性炭可除去水中的異味
B. 過濾能除去水中所有雜質
C. 煮沸可降低水的硬度
D. 蒸餾可得到純凈的水
【答案】B
【解析】過濾只能除去水中的不溶性雜質，無法除去可溶性雜質，B選項說法錯誤。故本題答案為：B。
二、課后作業
（1）某同學自制凈水器時，發現過濾速度很慢，可能的原因是（ ）
A. 活性炭放太多
B. 濾紙與漏斗之間有氣泡
C. 蓬松棉太少
D. 小卵石顆粒太小
【答案】B
【解析】濾紙與漏斗之間有氣泡會阻礙液體流動，導致過濾速度慢；活性炭量、蓬松棉量、小卵石顆粒大小不直接影響過濾速度。
（2）下列物質中，不能用于水消毒的是（ ）
A. 氯氣
B. 二氧化氯
C. 活性炭
D. 臭氧
【答案】C
【解析】氯氣、二氧化氯、臭氧具有強氧化性，可用于殺菌消毒；活性炭主要用于吸附，無消毒作用。
（3） 硬水轉化為軟水的方法中，屬于物理變化的是（ ）
A. 煮沸
B. 蒸餾
C. 加肥皂水
D. 加生石灰
【答案】B
【解析】蒸餾是通過加熱使水蒸發再冷凝，過程中無新物質生成，屬于物理變化；煮沸時鈣、鎂離子轉化為沉淀，加生石灰會發生化學反應，均屬于化學變化；加肥皂水用于檢驗硬水，不改變水的硬度。
（4）下列關于凈水器的說法正確的是（ ）
A. 凈水器中的活性炭可長期使用無需更換
B. 凈水器能除去水中所有雜質
C. 自制凈水器可將自來水變為蒸餾水
D. 凈水器的過濾材料需定期清洗或更換
【答案】D
【解析】活性炭吸附飽和后需更換，A錯誤；凈水器不能除去所有可溶性雜質，B錯誤；自制凈水器無法達到蒸餾的凈化程度，C錯誤；過濾材料使用后會殘留雜質，需定期清洗或更換，D正確。
（5）下列凈化水的操作中，發生化學變化的是（ ）
A. 沉淀
B. 過濾
C. 消毒
D. 吸附
【答案】C
【解析】消毒過程中利用強氧化劑破壞細菌結構，有新物質生成，屬于化學變化；沉淀、過濾、吸附均無新物質生成，屬于物理變化。
（6）下列關于水凈化的說法中，正確的是（ ）
A. 天然水經過凈化后一定是軟水
B. 凈水時加入明礬可殺菌消毒
C. 過濾能除去水中的不溶性雜質
D. 蒸餾水中不含任何化學物質
【答案】C
【解析】A錯誤，凈化后的水可能仍含可溶性鈣、鎂離子，不一定是軟水；B錯誤，明礬用于沉降懸浮物，無殺菌作用；C正確，過濾可除去不溶性雜質；D錯誤，蒸餾水是純凈物，屬于化學物質。
（7）下列關于混合物分離思路的說法，錯誤的是（ ）
A. 過濾法利用物質溶解性差異分離不溶性雜質
B. 蒸餾法通過控制溫度分離不同沸點的液體
C. 吸附法利用物質的化學性質除去色素和異味
D. 沉淀法借助重力使顆粒沉降分離雜質
【答案】C
【解析】吸附法（如用活性炭）是利用物質的物理性質（疏松多孔結構）吸附色素和異味，而非化學性質，C選項錯誤。A選項中過濾法確實利用溶解性差異分離不溶性雜質；B選項蒸餾法通過控制沸點分離液體（如分離水和酒精）；D選項沉淀法通過重力使顆粒沉降，均正確。
（8）自制凈水器中，小卵石和石英砂的作用是________，活性炭的作用是________。
【答案】過濾不溶性雜質；吸附色素和異味
【解析】根據課本內容，小卵石和石英砂通過顆粒間隙過濾水中的大顆粒和小顆粒不溶性雜質，屬于機械過濾；活性炭利用多孔結構吸附水中的色素、異味及部分可溶性雜質，屬于物理吸附作用。
（9）實驗室中常用________（填物質名稱）來吸附水中的異味和色素，其吸附性屬于________（填“物理”或“化學”）性質。
【答案】活性炭；物理
【解析】課本中明確提到活性炭因具有疏松多孔結構，可吸附水中的色素和異味，該過程無新物質生成，屬于物理性質。此空考查物質的用途與性質的對應關系，是水凈化章節的基礎知識點。
（10）綜合大題（1道）
【實驗探究】某小組開展“水的凈化及硬度檢驗”實踐活動，步驟如下：
Ⅰ. 凈化河水
取200mL渾濁河水，按以下流程凈化：
1. 沉淀：加入明礬攪拌，靜置10分鐘（明礬化學式為KAl(SO ) ·12H O）。
2. 過濾：組裝過濾裝置（如圖），將沉淀后的河水過濾。
3. 吸附：向濾液中加入活性炭，振蕩后靜置。
Ⅱ. 檢驗硬度
取凈化后的水，加入肥皂水振蕩，觀察泡沫情況。
Ⅲ. 拓展實驗
將凈化后的水煮沸，冷卻后觀察燒杯底部是否有沉淀。
請回答下列問題：
(1) 步驟1中明礬的作用是________________________，其原理是明礬溶于水生成膠狀物，________（填“吸附”或“反應”）水中的懸浮物使其沉降。
(2) 步驟2過濾時，若發現濾液仍渾濁，可能的原因是________________（寫一條），此時應________。
(3) 步驟3中活性炭的作用是________________，該過程屬于________（填“物理”或“化學”）變化。
(4) 若步驟Ⅱ中加入肥皂水后產生大量浮渣，說明凈化后的水是________（填“硬水”或“軟水”），步驟Ⅲ中煮沸后燒杯底部出現的沉淀主要是________（填“碳酸鈣”或“氯化鎂”）。
(5) 下列操作能進一步降低水硬度的是________（單選）。
A. 過濾
B. 蒸餾
C. 吸附
D. 靜置沉淀
(6) 對比自來水廠的凈水流程，該小組的實驗缺少的關鍵步驟是________，其目的是________。
答案與解析：
(1) 吸附懸浮物使其沉降；吸附
解析：明礬溶于水生成膠狀物，通過物理吸附作用使懸浮物聚集沉降，課本中明確描述了該原理。
(2) 濾紙破損（或液面高于濾紙邊緣/儀器不干凈）；重新過濾
解析：濾液渾濁常見原因包括濾紙破損（雜質直接通過）、液面高于濾紙邊緣（液體未經過濾）或儀器不干凈，需重新過濾直至澄清。
(3) 吸附色素和異味；物理
解析：活性炭的吸附作用無新物質生成，屬于物理變化，對應課本中“吸附法”的應用。
(4) 硬水；碳酸鈣
解析：硬水遇肥皂水產生浮渣，煮沸時鈣鎂離子（如Ca ）轉化為碳酸鈣沉淀，氯化鎂煮沸后生成氫氧化鎂，但碳酸鈣更常見。
(5) B
解析：蒸餾可除去所有可溶性雜質，降低硬度；過濾、吸附、沉淀均無法去除可溶性鈣鎂離子。
(6) 消毒；殺菌滅藻（或除去微生物）
解析：自來水廠流程包括“沉淀→過濾→吸附→消毒”，該實驗缺少消毒步驟，消毒目的是通過強氧化劑（如氯氣）殺滅水中微生物，符合課本中“自來水生產過程”的描述。
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