中考化学复习剖析水的净化方法 5页

剖析水的净化方法 一、自来水厂净水过程 ‎1. 水的净化要解决的三个主要问题：‎ ‎①除去不溶性杂质；②除去可溶性杂质；③除去有毒物和有害细菌。‎ ‎2. 流程：取水—沉淀—过滤—吸附—消毒—配水[来源:学§科§网]‎ 注意：①该过程中只有“消毒”是化学变化，“沉淀”、“过滤”、“吸附”均为物理变化。‎ ‎②有些不溶性杂质很细小，仅靠自身重力很难沉降，加入絮凝剂可以促进不溶物沉淀。明矾[KAl(SO4)2·12H2O]就是一种常见的絮凝剂。‎ ‎③沉淀、过滤、吸附也是化学实验中常用的分离混合物的方法。‎ ‎④经沉淀、过滤、吸附处理后的水并不是纯水，仍含可溶性杂质。‎ 二、过滤 用于分离固液混合物的方法 操作要点：一贴、二低、三靠 说明：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；‎ 二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，‎ 液面低于滤纸边缘；‎ 三靠：倾倒滤液的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒（目的：防止液体溅出），‎ 玻璃棒紧靠三层滤纸处（目的：防止戳破滤纸），‎ 漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（目的：防止滤液溅出）。‎ 注意：过滤只能除去不溶性杂质，无法除去可溶性杂质。‎ 三、吸附 活性炭具有疏松多孔的结构，在净水过程中起吸附作用，该过程为物理变化。用具有吸附作用的固体过滤，不仅可以滤去不溶性杂质，还可以吸附一些可溶性杂质，除去颜色和气味。这是市场上出售的使用活性炭的净水器的净水原理。‎ 活性炭净水器示意图 简易净水器示意图 四、蒸馏 用于分离液体混合物的方法 原理：利用液体混合物中各组分沸点不同，使低沸点组分先蒸发，再冷凝，以分离整个组分。‎ 蒸馏得到的水称为蒸馏水，是净化程度较高的水。‎ 实验室常用的蒸馏装置 制取蒸馏水的简易装置 注意：水的净化方法通常包括沉淀、过滤、吸附和蒸馏。净化程度由高到低的顺序是蒸馏、吸附、过滤、沉淀。沉淀和过滤只能除去不溶性杂质，吸附还可以除去部分可溶性杂质、去除颜色和异味，蒸馏可以得到净化程度较高的蒸馏水。综合运用以上四种方法净水效果更好，操作顺序为沉淀、过滤、吸附、蒸馏。解题时要针对水中所含的不同杂质采取相应的净化措施。‎ 五、硬水与软水 硬水 软水 定义 含较多可溶性钙、镁化合物的水 不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水 用肥皂水区分 硬水软化法 生活中：煮沸 实验室中：蒸馏 例题 某同学收集到一瓶浑浊的河水，他要模拟自来水厂的净水过程，制成自来水，其实验过程如图所示。请回答以下问题。‎ ‎（1）操作①的名称是_____________，得到液体C属于_____________（填“纯净物”或“混合物”）。‎ ‎（2）操作②过程中常用活性炭来除去一些异味和色素，这是利用活性炭的_____________性。‎ ‎（3）该同学经净化后得到的液体D属于_____________（填“硬”、“软”）水，区分软水和硬水的试剂为_____________。‎ 解析：（1）河水中含有不溶性杂质，可以通过过滤的操作除去，它的原理就是将不溶性固体与液体分离。在液体C中还含有可溶性杂质，所以液体C属于混合物。‎ ‎（2）活性炭具有吸附性，能将水中异味和色素除去。‎ ‎（3）经净化后得到的液体D，只是除去了不溶性杂质，以及水中异味和色素，但水仍然含有可溶性的钙镁化合物，属于硬水，区分软水和硬水的试剂是肥皂水，泡沫丰富，不易起浮渣的为软水。‎ 答案：（1）过滤 混合物；（2）吸附性；（3）硬 肥皂水[来源:学+科+网Z+X+X+K]‎ ‎[来源:Z#xx#k.Com]‎ ‎【综合拓展】多功能的水 初中阶段在多个实验中都用到水，但水的作用各不相同，归纳如下：‎ 实验装置 测定空气中氧气的含量 硫在氧气中燃烧 铁丝在氧气中燃烧 主要作用 量筒中的水：‎ 通过水体积的变化得出空气中O2体积分数 集气瓶中的水：‎ 吸收生成的五氧化二磷，吸收热量 吸收反应放出的热量；‎ 吸收生成的二氧化硫 冷却溅落的熔融物，防止集气瓶炸裂 ‎（答题时间：30分钟）‎ ‎1. 蒸馏装置中不需要用到的仪器是（ ）‎ A. 酒精灯 B. 铁架台 C. 温度计 D. 玻璃棒 ‎2. 用下图的简易净水器处理河水，下面对该净水器分析正确的是（ ）‎ A. 能杀菌消毒 B. 能把硬水变为软水 C. 能得到纯水 D. 活性炭主要起吸附作用 ‎ ‎3. 在地震、洪涝灾害发生地，为防止灾区疾病传染，需对河水处理后方可饮用。处理措施包括：①消毒 ②过滤 ③自然沉降 ④加热煮沸。其中较为合理的顺序是（ ）‎ A. ①③②④ B. ④③②① C. ③①②④ D. ③②①④‎ ‎4. 下列混合物，可用过滤法分离的是（ ）‎ A. 泥沙和食盐 B. 食盐和水 C. 铁粉和铜粉 D. 白酒和水 ‎5. 2019年我国纪念“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“加强河湖管理，建设水生态文明”。下列有关水的做法不正确的是（ ）‎ A. 煮沸和蒸馏可以将硬水软化 B. 用肥皂水可以鉴别软水和硬水 C. 生活中经常饮用蒸馏水对人体健康无益 D. 河水经过沉淀、过滤、吸附后即可得到自来水 ‎6. 2019年青岛世园会园区内设有许多直饮水机，其中水处理的过程如图所示，步骤②对应的作用是（ ）‎ A. 吸附杂质 B. 过滤 C. 杀菌消毒 D. 蒸馏 ‎7. 下列关于硬水与软水的说法中，错误的是（ ）‎ A. 用煮沸的方法可以使硬水软化 B. 用肥皂水可以区分硬水与软水[来源:学|科|网Z|X|X|K]‎ C. 硬水中有污染物，软水中没有污染物 D. 锅炉使用硬水易产生水垢，可能引起爆炸 ‎8. 河水净化的主要步骤如下图所示。有关说法错误的是（ ）‎ A. 步骤Ⅰ可除去难溶性杂质 B. X试剂可以是活性炭 C. 步骤Ⅲ可杀菌、消毒 D. 净化后的水是纯净物 ‎9. 下列“课外实验”不能获得成功的是（ ）‎ A. 鲜花变色 B. 自制炭黑 C. 自制汽水　　 D. 硬水软化 ‎10. 水是生命之源，我们应了解并爱护水资源。下列说法错误的是（ ）‎ A. 自来水厂常用ClO2消毒，ClO2中氯元素的化合价为+2 ‎ B. 为使水中的悬浮杂质沉降，可在水中加入适量的明矾 C. 通过过滤的方法可以将不溶于水的固体杂质与水分离开来 D. 5mL水和5mL酒精混合，溶液体积小于10mL，说明分子间有空隙 ‎11. 2019年3月22日是第22届“世界水日”，请你根据所学，回答下列问题。‎ ‎（1）下图是简易净水装置。该净水装置_______（填“能”或“不能”）将河水变成纯水。‎ ‎（2）二氧化氯（ClO2）是新一代饮用水的消毒剂，工业上将氯气（Cl2）通入亚氯酸钠（NaClO2）溶液中反应来制取二氧化氯，同时生成氯化钠。写出该反应的化学方程式：_________________________。‎ ‎（3）小丽收集到一瓶浑浊的河水，她要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水，‎ 过程如下图所示。‎ 操作①的名称是__________；操作②应选用的装置是下图中的_______（填序号，下同）；操作③应选用的装置是下图中的_________。‎ ‎（4）小丽取少量液体D于试管中，加入少量肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明液体D是_______水。（填“硬”或“软”）‎ ‎12. 亮亮到野山谷旅游时，带回一瓶泉水，在老师的指导下，按下列流程进行实验，制取蒸馏水。请回答下列问题：‎ ‎（1）取水后加入明矾的作用是_________。[来源:Zxxk.Com]‎ ‎（2）进行过滤操作时，下列做法错误的是( )‎ A. 玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B. 漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁 C. 滤纸的边缘要低于漏斗口 D. 液面不要低于滤纸边缘 ‎（3）向滤液中加入活性炭，利用其_________，除去水样中的色素和异味。‎ ‎（4）消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）集氧化、吸附、凝聚、杀菌等功能于一体，目前被广泛应用于自来水净化。高铁酸钠中铁元素的化合价为______价。‎ ‎1. D 解析：蒸馏装置包括蒸发和冷凝两部分，蒸发需要加热，用到酒精灯，需要控制温度，用到温度计，烧瓶和冷凝管均需用铁架台固定，没有用到玻璃棒，故选D。‎ ‎2. D 解析：简易净水装置中活性炭主要起吸附作用，同时也与其他部分共同起到过滤作用，得到的水中仍含有可溶性杂质和细菌等，并非软水或纯水。故选D。‎ ‎3. D 解析：水的净化方法净化程度由高到低的顺序是蒸馏、吸附、过滤、沉淀。沉淀和过滤只能除去不溶性杂质，吸附还可以除去部分可溶性杂质、去除颜色和异味，蒸馏可以得到净化程度较高的蒸馏水。综合运用以上四种方法净水效果更好，操作顺序为沉淀、过滤、吸附、蒸馏。故选D。‎ ‎4. A 解析：过滤只能分离固液混合物。当两种固体一种可溶于水，一种难溶于水时，可先加水将可溶于水的固体溶解，然后再过滤除去难溶物质。最后将滤液蒸发即可回收可溶性固体。故选A。‎ ‎5. D 解析：A选项，煮沸和蒸馏可以将硬水软化是正确的操作转化式；B选项，用肥皂水可以鉴别软水和硬水是正确的鉴别方式，通过产生泡沫的多少加以区分；C选项，生活中经常饮用蒸馏水对人体健康无益是正确的叙述，因为这样会缺乏微量元素；D选项河水经过沉淀、过滤、吸附后即可得到自来水是错误的叙述，这样不能除去河水中的可溶性杂质，仍为硬水，故选D。‎ ‎6. B 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B。‎ ‎7. C 解析：A选项，用煮沸的方法可以使硬水软化，正确；B选项，用肥皂水可以区分硬水与软水，有浮渣产生或泡沫较少的是硬水，泡沫较多的是软水，正确；C选项，‎ 硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水，与是否含污染物无关，错误；D.锅炉使用硬水易产生水垢，水垢越积越厚可能引起爆炸，正确。故选C。‎ ‎8. D 解析：A选项，过滤能除去不溶性固体杂质，故步骤Ⅰ可除去难溶性杂质，正确；B选项，活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，正确；C选项，液氯能杀菌，故步骤Ⅲ可杀菌、消毒，正确；D选项，纯净水是不含有杂质的水，经过这几步净化的水中仍含有可溶性杂质，不是纯净物，错误。故选D。‎ ‎9. D 解析：简易净水器只是将水进行初步的净化，除去了水中的不溶性杂质、颜色和异味等，并不能除去可溶性的杂质，即不能将硬水软化。硬水软化的方法：加热煮沸或蒸馏，故选D。‎ ‎10. A 解析：A选项，根据化合价的一般规律：在化合物中，正负化合价的代数和为0，而氧元素的化合价为－2，所以ClO2中氯元素的化合价为+4，错误；‎ B选项，为使水中的悬浮杂质沉降，可在水中加入适量的明矾后，静置沉降，正确；‎ C选项，通过过滤的方法可以将不溶于水的固体杂质与水分离开来，正确；‎ D选项，5mL水和5mL酒精混合，溶液体积小于10mL，说明分子间有空隙，正确。故选A。‎ ‎11.（1）不能 （2）Cl2 + 2NaClO2＝2ClO2 +2 NaCl ‎ ‎（3）过滤（Ⅱ）（Ⅰ） （4）硬 解析：（1）该净水装置无法除去水中的可溶性杂质，所以不能将河水变成纯水。‎ ‎（2）根据题意可知：反应物为氯气（Cl2）和亚氯酸钠（NaClO2），生成物为二氧化氯和氯化钠。所以反应的化学方程式为：Cl2 + 2NaClO2＝2ClO2+2 NaCl。‎ ‎（3）操作①是将前面的物质分成固体B和液体C，所以应为过滤。操作②除去了液体中的有色、有味的物质，所以利用了活性炭的吸附性；应选用的装置是下图中的（Ⅱ）；操作③将液体转化为蒸馏水，所以应选用的装置是下图中的（Ⅰ）。‎ ‎（4）鉴别硬水和软水的方法：肥皂水加到软水中产生较多的泡沫，加到硬水中产生的泡沫很少，且有较多的浮渣。所以应为硬水。‎ ‎12.（1）利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的（或吸附水中的悬浮杂质，使之沉降）。（2）D （3）吸附性 （4）+6 ‎ 解析：（1）明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降从而达到净水的目的；‎ ‎（2）过滤时，要做到一贴，二低，三靠；如果液面高于滤纸边缘时，会造成液体从滤纸和漏斗之间通过，从而导致过滤失败，故选项D是错误的。‎ ‎（3）活性炭具有疏松多孔的结构，所以利用活性炭的吸附作用，可以除去水样中的色素和异味；‎ ‎（4）在高铁酸钠中，钠元素的化合价是+1价，氧元素的化合价是－2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可以求出铁元素的化合价为+6价。故填：+6。‎