新人教版九年级化学上册例题精讲：第4单元课题2水的净化

新人教版九年级化学上册例题精讲：第4单元课题2水的净化

1 课题 2 水的净化 答案： (1)吸附 (2)不溶性 (3)化学 (4)纯净 (5)钙、镁化合物 (6)肥皂水 (7)软 (8) 硬 (9)煮沸 (10)蒸馏 1．水的净化 (1)纯水与天然水的比较 纯水 天然水 特征 无色、无臭、不含杂质 含有可溶性和不溶性杂质，常呈 浑浊状 分类 纯净物 混合物 举例 蒸 馏水 河水、湖水 (2)水的净化 城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过的。 有时可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。 自来水厂净水的流程 取：从水库中取水； 加：加絮凝剂(主要是明矾)，使悬浮的颗粒状杂质被吸附凝聚； 沉：在反应沉降池中沉降分离，使水澄清； 滤：将沉降池中流出的较澄清的水通入过滤池中，进一步除去不溶性杂质； 吸：再将水引入活性炭吸附池，除去水中臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质； 投：投药消毒(常用通入氯气的办法，通入氯气消毒时产生了新物质，属于化学变化。) 除去病菌，杀菌后的水就是可以饮用的自来水，通过配水泵供给用户，但 水中仍然含有可 以溶于水的一些杂质，所以还是混合物。 谈重点 活性炭的净水原理 活性炭具有疏松多孔的结构，具有很强的吸附性，能够吸 附色素、异味、不溶性杂质和部分可溶性杂质，活性炭吸附属于物理变化。 【例 1】参观当地的自来水厂或观察下图，回答下列问题： 2 (1)取水口处的河水呈浑浊状，这是因为水中含有许多________。 (2)加絮凝剂的目的是_______________________________________________________。 (3)通过过滤池，可除去________。 ( 4)活性炭吸附池可除去________。 (5)在各步净水操作中，能消毒且发生化学变化的一步是________。 解析：河水中呈浑浊状的物质是悬浮于水中的不溶性杂质，用絮凝剂可将其吸附沉降。 过滤操作能除去水中所有的不溶性杂质；活性炭能吸附、过滤水中的杂质。吸附、沉淀、过 滤等都是物理变化，投药消毒这 一步中，消毒剂(如氯气)在水中发生了化学变化。 答案：(1)不溶性杂质 (2)絮凝剂溶于水生成胶状物，吸附悬浮于水中的不溶性杂质而沉降下来 (3)不溶性杂质 (4)不溶性杂质、可溶性杂质 (5)投药消毒 2．过滤 (1)定义 过滤是一种把不溶性固体物质跟液体分离的操作。例如，可以用过滤的方法分离泥水混 合物，得到较为纯净的水。 (2)过滤器的制作 取一张圆形滤纸，对折两次，然后打开，使滤纸成为圆锥形(一边为一层滤纸，另一边 为三层滤纸)，放入漏斗内，用少量水润湿使之紧贴漏斗内壁。 (3)过滤仪器及装置[] ①仪器：漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架 台。 ②装置：如图。 (4)过滤操作注意事项及原因分析 3 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁——加快过滤的速度。 二低：①滤纸边缘要稍低于漏斗边缘——防止滤纸被水润湿后破损；②漏斗内壁液面低 于滤纸边缘——防止液体从滤纸和漏斗间隙流下。 三靠：①烧杯紧靠引流的玻璃棒——防止液体溅到漏斗外壁；②玻璃棒下端仅靠三层滤 纸一侧——防止戳破滤纸；③漏斗下端紧靠烧杯内壁——防止液体溅出。 辨误区 过滤后得到的水是纯净物吗 过滤只是除去了水中不溶性的杂质，所得到的水仍然是混合物，因为水中还含有肉眼看 不到的可溶性杂质。 【例 2】如图所示是某学生设计的过滤操作装置图。 (1)写出有标号仪器的名称：A__________；B__________；C__________。 (2) 图 中 有 ________ 处 错 误 ， 说 明 改 正 的 方 法 ： ____________________________________。 (3)该学生在进行过滤操作后发现，过滤后的液体仍有浑浊现象，可能是________的缘 故。 解析：过滤的主要仪器有铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯和玻璃棒，过滤时要注意“一贴、 二低、三靠”。滤液浑浊的原因可能是滤纸破损、液面高于滤纸上缘等。 答案：(1)铁架台 漏斗 烧杯 (2)1 加玻璃棒引流，玻璃棒靠在三层滤纸一侧 (3)滤纸 破损(或液面高于滤纸的上缘) 3．硬水和软水 (1)水垢的形成 有些地区的水易使水壶或盛水的器具壁上结水垢，主要是因为该地区的水中溶有较多的 可溶性钙、镁化合 物，在加热或长期放置时，这些化合物会生成沉淀(也就是水垢)。 (2)硬水和软水 ①定义 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。 ②鉴别方法 在等量两份水中，分别滴加等量的肥皂水后搅拌，产生泡沫较少、浮渣较多的是硬水； 泡沫丰富、浮渣较少的是软水。 (3)硬水的危害 ①洗涤用水如果硬度太高，不仅浪费肥皂，而且衣服也不易洗干净。 ②锅炉用水如果硬度太高，易在锅炉内结成水垢，不仅浪费燃料，而且会 使锅炉内管 道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时引起锅炉爆炸(物理变化)。 ③长期引用硬度高的水，易使人患胆、肾结石等病症。 (4)硬水软化的方法 设法消除或减少硬水中的钙、镁化合物，使硬水成为软水，例如在生活中硬水软化的方 法是煮沸水；在实验室中用蒸馏法；工业上用离子交换法或药剂软化法等。 【例 3】硬水和软水的本质区别是( ) A．硬水浑浊，软水澄清 4 B．硬水含杂质多，软水含杂质少 C．硬水不是纯净物，软水是纯净物 D．硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，软水中不含或含少量的可溶性钙、镁化合 物 解析：从硬水和软水的定义 知，含有较多的可溶性 钙、镁化合物的水为硬水，不含或 含少量的可溶性钙、镁化合物的水为软水，也就是说，水中含有的可溶性钙、镁化合物的多 少，是软水与硬水的本质区别。 答案：D 4．蒸馏 (1)定义 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，如实验室制取蒸馏水即采用 蒸馏的方法。 (2)蒸馏 装置 实验室制取蒸馏水的装置 实验室制取蒸馏水的简易装置 (3)注意事项 ①蒸馏烧瓶下面须垫上石棉网，不能用火直接加热；②蒸馏烧瓶中液体体积不能少于其 容积的 1/3，也不能多于其容积的 2/3；③蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片)，使蒸馏 平稳进行 ，以防加热时暴沸；④温度计的水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口，因为蒸馏时需 控制的温度是出口蒸气温度；⑤冷却水的流向应跟蒸气的流向相反，这种逆流冷却可以收到 最大的冷却效果；⑥蒸馏产物(称馏分)一般用锥形瓶收集。 谈重点 蒸馏是净化程度最高的净水方法 蒸馏是硬水软化的一种方法，是净化程度最 高的净水方法，蒸馏水属于纯净物。 【例 4】如图所示是实验室制取蒸馏水的简易装置，回答下列问题： (1)实验操作有以下几步：①在蒸馏烧瓶里倒入适量热水，并加入一些碎瓷片；②调节 5 酒精灯、铁圈、铁夹的位置，控制导管末端跟试管底之间的距离；③检查装置的气密性；④ 连接好全部装置，加热；⑤停止加热；⑥把导管从试管中取出。正确的操作顺序是________。 (2)实验的装置中石棉网的作用是________________________________________，铁夹 的作用是________________________，铁圈的作用是__________________________。 (3)导管的末端距试管底 2～3 cm，为什么要保持这一段距离？__________________。 (4)在蒸馏烧瓶中加一些碎瓷片的作用是______________________________。 解析：安装仪器前首先检查装置的气密性，然后依照从下往上、从左往右的顺序安装装 置，制取完毕先把导管从试管中取出，然后停止加热，防止倒吸；石棉网的作用是使蒸馏烧 瓶受热均匀；蒸馏烧瓶中加入碎瓷片是防止水蒸馏时暴沸。 答案：(1)③①②④⑥⑤ (2)使蒸馏烧瓶受热均匀，保持蒸馏液平稳沸腾 夹持固定烧瓶 支持石棉网 (3)便于水蒸气冷凝 (4)防止水蒸馏时暴沸 5．四种净水方法的比较 净水 方法 除去的杂质 净化 程度 静置 沉淀 不溶性杂质 过滤 不溶性杂质 吸附 部分不溶性杂质和可溶性 杂质、臭味 蒸馏 不溶性杂质和可溶性杂质 说明：①纯水是无色、无臭、清澈透明的，属于纯净物；自然界中的水常含有杂质和细 菌，不宜直接饮用，属于混合物。 ②天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水不是纯净物，因为浑浊的水虽然 变澄清了，但这些过程除去的主要是不溶性杂质，水中还有许多溶解的杂质。 ③常用的净水方法中，蒸馏净化程度相对较高，得到的蒸馏水一般可看作纯净物。 ④各种净化水的方法根据水质不同，综合使用效果会更好。 【例 5】(探究题)小冬从山后的水塘中取来一桶浑浊的水，利 用化学上学到的净水原理， 制作了简易的净水器，如图所示，使用时，水从上端加入，从下端流出。 (1) 小 卵 石 和 蓬 松 棉 的 作 用 是 __________________________________________________。 (2)净水器中还装有石英沙和活性炭，则石英沙应装在______(填“A”或“B”)处，活 性炭应装在______(填“A”或“B”)处，活性炭的作用是________________。 (3) 长 期 饮 用 硬 水 对 人 体 健 康 不 利 ， 要 降 低 水 的 硬 度 ， 可 采 用 的 方 法 是 ________________。 6 (4)实验室里常用的蒸馏水是采用________方法制得的，实验室使用蒸馏水的原因是 ________________________________________________________________________。 解析：净水器的制作可依据先过滤大颗粒杂质，再过滤小颗粒杂质，最后利用吸附的原 理设计。其中纱布、小卵石、石英沙、蓬松棉的作用都是除去水中的不溶性杂质，活性炭的 作用主要是吸附水中的异味、颜色、不溶性杂质和部分可溶性杂质。 答案：(1)除去水中的不溶性杂质 (2)B A 吸附水中的异味、颜色、不溶性杂质和部 分可溶性杂质 (3)煮沸 (4)蒸馏 蒸馏水常用于配制化学试剂，要保证化学试剂纯净，所 以必须用蒸馏水配制，其他方法均不能保证所得到的是纯净水(答案合理即可) 6．水净化方法在实际生活中的应用 (1)净化水的常见方法有静置沉淀、吸附、过滤、蒸馏等。在这几种净水方法中，净化 程度最高的是蒸馏；一般的净化过程，通常是几种净化方法综合运用；过滤是除去混在水中 的不溶性杂质的方法。当水中混有的不溶性杂质较多时，先静置沉降后过滤效果会更好。 (2)过滤和蒸馏除用于净化水外，也可应用于混合物的分离、提纯。我们应学会知识迁 移，利用身边的一些生活用品来进行化学仪器的替代，培养动手操作能力。 (3)活性炭是具有多孔结构的单质碳，对气体、蒸气或胶状固体具有强大的吸附能力， 活性 炭广泛地用于净化某些气体或液体。很多净水器中用活性炭来吸附、过滤水中的杂质。 【例 6】2012 年 8 月，由于台风“苏拉”和“达维”强度强且同时“夹击”我国，给部 分地区造成了严重的灾情，其中以山东、江苏、福建受灾最为严重。能否解决群众供水问题 是关系灾后能否控制瘟疫的一个关键问题。灾区人民日常生活用水及饮用水都要经过一系列 的净化才能使用。请回答如下问题： (1)为了除去水中的不溶性杂质，可采取的操作是________________________________。 (2)当灾害过后，你如何将污水变成清洁用水？_________________________________。 (3) 除 去 河 水 中 的 不 溶 性 杂 质 后 ， 请 设 计 一 个 实 验 证 明 水 样 是 硬 水 。 ______________________。 解析：要除去水中的不溶性杂质，可采取过滤的方法；要将灾害过后的污水变为清洁用 水，可先将水静置，向水中加入明矾、吸附沉淀，然后再加入活性炭，过滤后即可变成清洁 用水；要证明水是硬水，可取适量样品，加入肥皂水，观察泡沫的多少。 答案：(1)过滤 (2)先静置，后加入明矾，沉淀，再加入活性炭，过滤 (3)取适量样品，加入肥皂水，振荡，观察泡沫多少，不产生泡沫或产生泡沫少的是硬 水