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3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 分层作业
一、课堂作业
（1）下列净化水的操作中，净化程度最高的是（ ）
A. 沉淀
B. 过滤
C. 蒸馏
D. 吸附
(2)自制净水器时，填充材料的顺序正确的是（ ）
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)家用净水器中，通常最后一层过滤材料是（ ）
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. 过滤
B. 吸附
C. 煮沸
D. 静置沉淀
(5)下列关于水的净化的说法错误的是（ ）
A. 活性炭可除去水中的异味
B. 过滤能除去水中所有杂质
C. 煮沸可降低水的硬度
D. 蒸馏可得到纯净的水
二、课后作业
（1）某同学自制净水器时，发现过滤速度很慢，可能的原因是（ ）
A. 活性炭放太多
B. 滤纸与漏斗之间有气泡
C. 蓬松棉太少
D. 小卵石颗粒太小
（2）下列物质中，不能用于水消毒的是（ ）
A. 氯气
B. 二氧化氯
C. 活性炭
D. 臭氧
（3） 硬水转化为软水的方法中，属于物理变化的是（ ）
A. 煮沸
B. 蒸馏
C. 加肥皂水
D. 加生石灰
（4）下列关于净水器的说法正确的是（ ）
A. 净水器中的活性炭可长期使用无需更换
B. 净水器能除去水中所有杂质
C. 自制净水器可将自来水变为蒸馏水
D. 净水器的过滤材料需定期清洗或更换
（5）下列净化水的操作中，发生化学变化的是（ ）
A. 沉淀
B. 过滤
C. 消毒
D. 吸附
（6）下列关于水净化的说法中，正确的是（ ）
A. 天然水经过净化后一定是软水
B. 净水时加入明矾可杀菌消毒
C. 过滤能除去水中的不溶性杂质
D. 蒸馏水中不含任何化学物质
（7）下列关于混合物分离思路的说法，错误的是（ ）
A. 过滤法利用物质溶解性差异分离不溶性杂质
B. 蒸馏法通过控制温度分离不同沸点的液体
C. 吸附法利用物质的化学性质除去色素和异味
D. 沉淀法借助重力使颗粒沉降分离杂质
（8）自制净水器中，小卵石和石英砂的作用是________，活性炭的作用是________。
（9）实验室中常用________（填物质名称）来吸附水中的异味和色素，其吸附性属于________（填“物理”或“化学”）性质。
（10）综合大题（1道）
【实验探究】某小组开展“水的净化及硬度检验”实践活动，步骤如下：
Ⅰ. 净化河水
取200mL浑浊河水，按以下流程净化：
1. 沉淀：加入明矾搅拌，静置10分钟（明矾化学式为KAl(SO ) ·12H O）。
2. 过滤：组装过滤装置（如图），将沉淀后的河水过滤。
3. 吸附：向滤液中加入活性炭，振荡后静置。
Ⅱ. 检验硬度
取净化后的水，加入肥皂水振荡，观察泡沫情况。
Ⅲ. 拓展实验
将净化后的水煮沸，冷却后观察烧杯底部是否有沉淀。
请回答下列问题：
(1) 步骤1中明矾的作用是________________________，其原理是明矾溶于水生成胶状物，________（填“吸附”或“反应”）水中的悬浮物使其沉降。
(2) 步骤2过滤时，若发现滤液仍浑浊，可能的原因是________________（写一条），此时应________。
(3) 步骤3中活性炭的作用是________________，该过程属于________（填“物理”或“化学”）变化。
(4) 若步骤Ⅱ中加入肥皂水后产生大量浮渣，说明净化后的水是________（填“硬水”或“软水”），步骤Ⅲ中煮沸后烧杯底部出现的沉淀主要是________（填“碳酸钙”或“氯化镁”）。
(5) 下列操作能进一步降低水硬度的是________（单选）。
A. 过滤
B. 蒸馏
C. 吸附
D. 静置沉淀
(6) 对比自来水厂的净水流程，该小组的实验缺少的关键步骤是________，其目的是________。
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3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 分层作业
一、课堂作业
（1）下列净化水的操作中，净化程度最高的是（ ）
A. 沉淀
B. 过滤
C. 蒸馏
D. 吸附
【答案】C
【解析】蒸馏可除去水中所有杂质，得到纯水，净化程度最高；沉淀、过滤、吸附只能除去部分杂质。 故选：C。
(2)自制净水器时，填充材料的顺序正确的是（ ）
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】净水器填充材料应按颗粒从大到小排列，先小卵石（过滤大颗粒），再石英砂（过滤较小颗粒），然后蓬松棉（进一步过滤），最后活性炭（吸附），B选项顺序正确。故本题答案为：B。
(3)家用净水器中，通常最后一层过滤材料是（ ）
A. 活性炭
B. 小卵石
C. 蓬松棉
D. 石英砂
【答案】A
【解析】净水器中过滤材料通常按颗粒由大到小排列，小卵石、石英砂用于初步过滤，蓬松棉进一步过滤，活性炭用于吸附异味和色素，一般作为最后一层。故本题答案为：A。
(4)下列方法中，能降低水的硬度的是（ ）
A. 过滤
B. 吸附
C. 煮沸
D. 静置沉淀
【答案】C
【解析】硬水含较多钙、镁离子，煮沸可使钙、镁离子转化为沉淀，降低水的硬度；过滤、吸附、沉淀只能除去不溶性杂质，无法去除可溶性钙、镁离子。C正确。
(5)下列关于水的净化的说法错误的是（ ）
A. 活性炭可除去水中的异味
B. 过滤能除去水中所有杂质
C. 煮沸可降低水的硬度
D. 蒸馏可得到纯净的水
【答案】B
【解析】过滤只能除去水中的不溶性杂质，无法除去可溶性杂质，B选项说法错误。故本题答案为：B。
二、课后作业
（1）某同学自制净水器时，发现过滤速度很慢，可能的原因是（ ）
A. 活性炭放太多
B. 滤纸与漏斗之间有气泡
C. 蓬松棉太少
D. 小卵石颗粒太小
【答案】B
【解析】滤纸与漏斗之间有气泡会阻碍液体流动，导致过滤速度慢；活性炭量、蓬松棉量、小卵石颗粒大小不直接影响过滤速度。
（2）下列物质中，不能用于水消毒的是（ ）
A. 氯气
B. 二氧化氯
C. 活性炭
D. 臭氧
【答案】C
【解析】氯气、二氧化氯、臭氧具有强氧化性，可用于杀菌消毒；活性炭主要用于吸附，无消毒作用。
（3） 硬水转化为软水的方法中，属于物理变化的是（ ）
A. 煮沸
B. 蒸馏
C. 加肥皂水
D. 加生石灰
【答案】B
【解析】蒸馏是通过加热使水蒸发再冷凝，过程中无新物质生成，属于物理变化；煮沸时钙、镁离子转化为沉淀，加生石灰会发生化学反应，均属于化学变化；加肥皂水用于检验硬水，不改变水的硬度。
（4）下列关于净水器的说法正确的是（ ）
A. 净水器中的活性炭可长期使用无需更换
B. 净水器能除去水中所有杂质
C. 自制净水器可将自来水变为蒸馏水
D. 净水器的过滤材料需定期清洗或更换
【答案】D
【解析】活性炭吸附饱和后需更换，A错误；净水器不能除去所有可溶性杂质，B错误；自制净水器无法达到蒸馏的净化程度，C错误；过滤材料使用后会残留杂质，需定期清洗或更换，D正确。
（5）下列净化水的操作中，发生化学变化的是（ ）
A. 沉淀
B. 过滤
C. 消毒
D. 吸附
【答案】C
【解析】消毒过程中利用强氧化剂破坏细菌结构，有新物质生成，属于化学变化；沉淀、过滤、吸附均无新物质生成，属于物理变化。
（6）下列关于水净化的说法中，正确的是（ ）
A. 天然水经过净化后一定是软水
B. 净水时加入明矾可杀菌消毒
C. 过滤能除去水中的不溶性杂质
D. 蒸馏水中不含任何化学物质
【答案】C
【解析】A错误，净化后的水可能仍含可溶性钙、镁离子，不一定是软水；B错误，明矾用于沉降悬浮物，无杀菌作用；C正确，过滤可除去不溶性杂质；D错误，蒸馏水是纯净物，属于化学物质。
（7）下列关于混合物分离思路的说法，错误的是（ ）
A. 过滤法利用物质溶解性差异分离不溶性杂质
B. 蒸馏法通过控制温度分离不同沸点的液体
C. 吸附法利用物质的化学性质除去色素和异味
D. 沉淀法借助重力使颗粒沉降分离杂质
【答案】C
【解析】吸附法（如用活性炭）是利用物质的物理性质（疏松多孔结构）吸附色素和异味，而非化学性质，C选项错误。A选项中过滤法确实利用溶解性差异分离不溶性杂质；B选项蒸馏法通过控制沸点分离液体（如分离水和酒精）；D选项沉淀法通过重力使颗粒沉降，均正确。
（8）自制净水器中，小卵石和石英砂的作用是________，活性炭的作用是________。
【答案】过滤不溶性杂质；吸附色素和异味
【解析】根据课本内容，小卵石和石英砂通过颗粒间隙过滤水中的大颗粒和小颗粒不溶性杂质，属于机械过滤；活性炭利用多孔结构吸附水中的色素、异味及部分可溶性杂质，属于物理吸附作用。
（9）实验室中常用________（填物质名称）来吸附水中的异味和色素，其吸附性属于________（填“物理”或“化学”）性质。
【答案】活性炭；物理
【解析】课本中明确提到活性炭因具有疏松多孔结构，可吸附水中的色素和异味，该过程无新物质生成，属于物理性质。此空考查物质的用途与性质的对应关系，是水净化章节的基础知识点。
（10）综合大题（1道）
【实验探究】某小组开展“水的净化及硬度检验”实践活动，步骤如下：
Ⅰ. 净化河水
取200mL浑浊河水，按以下流程净化：
1. 沉淀：加入明矾搅拌，静置10分钟（明矾化学式为KAl(SO ) ·12H O）。
2. 过滤：组装过滤装置（如图），将沉淀后的河水过滤。
3. 吸附：向滤液中加入活性炭，振荡后静置。
Ⅱ. 检验硬度
取净化后的水，加入肥皂水振荡，观察泡沫情况。
Ⅲ. 拓展实验
将净化后的水煮沸，冷却后观察烧杯底部是否有沉淀。
请回答下列问题：
(1) 步骤1中明矾的作用是________________________，其原理是明矾溶于水生成胶状物，________（填“吸附”或“反应”）水中的悬浮物使其沉降。
(2) 步骤2过滤时，若发现滤液仍浑浊，可能的原因是________________（写一条），此时应________。
(3) 步骤3中活性炭的作用是________________，该过程属于________（填“物理”或“化学”）变化。
(4) 若步骤Ⅱ中加入肥皂水后产生大量浮渣，说明净化后的水是________（填“硬水”或“软水”），步骤Ⅲ中煮沸后烧杯底部出现的沉淀主要是________（填“碳酸钙”或“氯化镁”）。
(5) 下列操作能进一步降低水硬度的是________（单选）。
A. 过滤
B. 蒸馏
C. 吸附
D. 静置沉淀
(6) 对比自来水厂的净水流程，该小组的实验缺少的关键步骤是________，其目的是________。
答案与解析：
(1) 吸附悬浮物使其沉降；吸附
解析：明矾溶于水生成胶状物，通过物理吸附作用使悬浮物聚集沉降，课本中明确描述了该原理。
(2) 滤纸破损（或液面高于滤纸边缘/仪器不干净）；重新过滤
解析：滤液浑浊常见原因包括滤纸破损（杂质直接通过）、液面高于滤纸边缘（液体未经过滤）或仪器不干净，需重新过滤直至澄清。
(3) 吸附色素和异味；物理
解析：活性炭的吸附作用无新物质生成，属于物理变化，对应课本中“吸附法”的应用。
(4) 硬水；碳酸钙
解析：硬水遇肥皂水产生浮渣，煮沸时钙镁离子（如Ca ）转化为碳酸钙沉淀，氯化镁煮沸后生成氢氧化镁，但碳酸钙更常见。
(5) B
解析：蒸馏可除去所有可溶性杂质，降低硬度；过滤、吸附、沉淀均无法去除可溶性钙镁离子。
(6) 消毒；杀菌灭藻（或除去微生物）
解析：自来水厂流程包括“沉淀→过滤→吸附→消毒”，该实验缺少消毒步骤，消毒目的是通过强氧化剂（如氯气）杀灭水中微生物，符合课本中“自来水生产过程”的描述。
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