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沪教版化学九年级上册精做课件授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.跨学科实践活动2自制净水器第2章空气与水资源跨学科实践活动2自制净水器同步练习题适用年级：九年级上册知识点：自制净水器装置结构、各材料净水作用、净水顺序、过滤原理、活性炭吸附、净水程度判断、跨学科压强与渗透原理满分：50分一、选择题（每题3分，共18分）1.自制简易净水器中，蓬松棉、纱布的主要作用是（）A.吸附色素异味B.过滤较大不溶性固体杂质C.杀菌消毒D.降低水的硬度2.自制净水器中活性炭的核心净水功能是（）A.沉降泥沙B.过滤所有杂质C.吸附水中色素和异味D.杀死水中细菌3.下列关于自制净水器材料摆放顺序，从上到下合理的是（）A.小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉B.活性炭→小卵石→石英砂→蓬松棉C.蓬松棉→石英砂→小卵石→活性炭D.小卵石→活性炭→石英砂→蓬松棉4.自制净水器净化后的水属于（）A.纯净物B.蒸馏水C.混合物D.软水5.自制净水器无法完成的净水操作是（）A.除去泥沙B.吸附异味C.杀菌消毒D.过滤悬浮杂质6.自制净水器能够顺利流水，主要利用的跨学科物理原理是（）A.浮力原理B.重力作用与压强差C.热胀冷缩D.大气压强平衡二、填空题（每空2分，共16分）1.自制净水器中，小卵石和石英砂的作用是__________水中的不溶性固体杂质。2.活性炭具有__________的结构，因此具有良好的吸附性，可除去水中的色素和异味。3.简易净水器净化后的水__________（填“能”或“不能”）降低水的硬度，__________（填“能”或“不能”）直接饮用。4.净水材料摆放遵循“先__________后精细”的原则，逐层净化水质。5.蓬松棉放置在净水层最底部，可防止__________随水流流出，保证出水清澈。6.该净水过程主要发生__________（填“物理”或“化学”）变化，无新物质生成。三、实验与简答题（共16分）1.简述自制简易净水器的组装顺序和各层材料的作用。（6分）2.分析自制净水器出水仍然浑浊的两条常见原因，并说明该装置净化水的局限性。（10分）四、参考答案与解析一、选择题1. B解析：蓬松棉、纱布可起到过滤作用，拦截水中泥沙、悬浮颗粒等不溶性杂质，无法吸附异味、杀菌或软化硬水。2. C解析：活性炭疏松多孔，吸附能力强，是净水核心材料，专门吸附水中色素和异味，无过滤、消毒功能。3. A解析：净水遵循先粗后细原则，先通过大颗粒小卵石过滤大杂质，再经石英砂过滤细小杂质，活性炭吸附异味，最后蓬松棉兜底过滤。4. C解析：自制净水器只能除去不溶性杂质和部分色素异味，无法除去水中可溶性钙、镁化合物，仍含多种杂质，属于混合物。5. C解析：简易净水器无消毒药品和高温设备，无法杀死细菌、病毒，不能完成杀菌消毒操作。6. B解析：利用水的重力自然向下流动，配合装置内外压强差，实现持续过滤净水。二、填空题1.过滤2.疏松多孔3.不能；不能4.粗糙5.固体净水材料、细小杂质6.物理三、实验与简答题1.组装顺序（从上至下）：小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉。作用：小卵石过滤较大不溶性杂质；石英砂过滤细小悬浮杂质；活性炭吸附水中色素和异味；蓬松棉拦截细小材料颗粒，防止净水材料流失，进一步过滤杂质。2.出水浑浊原因：①净水材料铺设不均匀、层次混乱，过滤效果变差；②上层杂质过多，堵塞净水层，杂质随水流下渗。局限性：只能除去不溶性杂质和色素、异味，无法除去可溶性钙镁化合物，不能降低水的硬度，也不能杀菌消毒，净化后的水不是纯水，不可直接饮用。
1.进一步巩固水净化的原理和方法。
2.学会设计和制作简单的净水器。
3.综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养创新意识及敢于质疑、严谨求实的科学态度。
活动目标
任务引入
野外的水源是否可以直接饮用？
如果在野外生存，如何保障饮水安全呢？能否设计制作一个简易的净水器吗？
不能，水中除了肉眼可见的泥沙、黏土和藻类等，还可能有致病菌、寄生虫等，直接饮用会导致腹泻、绞痛、恶心呕吐等不适症状
活动任务
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
自来水的生产过程
回顾：1.自来水生产过程中，天然水要经过沉降、过滤、杀菌消毒等净化环节，各环节的作用分别是什么？
使液体中悬浮的固体凝聚而沉降
除去液体中的不溶性固体
消毒、灭杀细菌
2.天然水经处理后得到的自来水是纯净物还是混合物？
自来水中还含有可溶性杂质，是混合物。
活动任务
回顾：如何除去自来水中的可溶性杂质，使其变成纯净物？
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
含多种成分的水
加热至 水的沸点
水蒸汽
蒸馏水
冷 凝
蒸馏：加热水至沸腾，再将水蒸气冷凝，收集得到蒸馏水（纯净物）
活动任务
思考：如何从净水方法提炼混合物分离的思路？
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
天然水
泥沙
带色或异味的物质
细菌
可溶性物质
小颗粒
大颗粒
沉降
过滤
消毒
蒸馏
吸附
蒸馏水
混合物
纯净物
水的净化：
单一净化程度由低到高
分析混合物成分
寻找成分性质差异
利用性质差异选择合适的方法进行分类
混合物分离的一般思路：
活动任务
思考：自来水厂净化处理过的水能够直接饮用吗
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
资料卡片
自来水厂能除去天然水中大多数杂质，但是水体中对人体有害的离子，以及加氯消毒过程中残留的含氯物质(余氯)是不能被完全除去的，同时输水管道中也难免有些不洁物质和致病细菌，因此不宜直接饮用自来水，应将自来水煮沸后再饮用，或使用市售家用净水器进行二次滤水。
活动任务
观看视频，了解家用净水器的工作原理并绘制原理简图。
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
活动任务
家用净水器中常用的几种过滤膜
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
微滤
超滤
纳滤
反渗透
RO
细菌、悬浮物(0.05-10 μm)
大分子有机物(2-100 nm)
颜料、有机酸等(0.5-5 nm)
无机盐、金属离子(0.1-1 nm)
各种膜的实际过滤效果
滤膜的分子孔径越小，可以过滤的杂质越多
活动任务
某家用净水器的净水原理简图
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
PP棉
5 μm
活性炭
PP棉
1 μm
活性炭
进水口
出水口
除去泥沙
、铁锈等
除色素异味、部分有机物
除大分子杂质
除重金属，钙、镁化合物，细菌病毒等
除色素异味，改善口感
思考：家用净水器是按照什么顺序除去各种杂质的呢？
按照“先大后小”原理依次过滤水中的杂质
反渗透膜
R O（0.1~1nm）
1. [2024·山西期中]同学们用自制净水器对当地河流中的水样进行净化，并用数字传感器对水样进行了检测，实验装置和检测数据如下。
检测样本 浑浊度/NTU 钙离子浓度/(mg·L－1)
净化前的水 399. 0 19. 3
净化后的水 43. 7 19. 0
下列分析正确的是(　　)
A. 通过该装置净化后的水为纯净物
B. 净水器中的活性炭和小卵石可交换位置
C. 自制净水器能大幅度减少水中的钙离子
D. 自制净水器能降低水的浑浊度
D
【点拨】
经过净水器净化后的水仍然含有钙离子等杂质，不是纯净物，而是混合物，故A错误；活性炭主要起吸附作用，小卵石主要起初步过滤较大颗粒的作用，二者功能不同，不可交换位置，故B错误；由表中数据可知，自制净水器不能大幅度减少水中的钙离子，但能降低水的浑浊度，故C错误，D正确。
返回
活动任务
思路整理：通过了解自来水厂和家用净水器的净水原理，你认为设计自制净水器有哪些注意事项？
一、了解自来水厂和家用净水器的净水原理
1. 按照净化程度从低到高的顺序使用净水方法
2. 按照从大到小的顺序依次去除水中的杂质
3. 根据杂质种类选择相应的净水方法和材料
大颗粒难溶性杂质→小颗粒难溶性杂质→可溶性杂质→细菌等微生物
沉降→过滤→吸附→消毒→蒸馏
活动任务
二、自制净水器并交流互评
河水中有哪些杂质呢？你能利用下列材料设计制作一款简易净水器净化河水吗？
物品 石英砂 小卵石 纱布 活性炭 塑料瓶 ……
实物图 ……
单价 (元/kg) 2.76 7.6 3.5 元/卷 56 1 元/个 ……
活动任务
二、自制净水器并交流互评
设计思路：
确定杂质成分
选择净水材料
选择净水方法
泥沙
水中的悬浮物
颜色、异味
可溶性杂质
沉淀
过滤
吸附
蒸馏
烧杯或塑料瓶
小卵石、石英砂、纱布
活性炭
蒸馏装置
活动任务
二、自制净水器并交流互评
利用生活中的材料：矿泉水瓶、纱布、鹅卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等自制净水器，先画出设计图再动手搭建，分组展示净水器。
蓬松棉
纱布
活性炭
石英砂
小卵石
纱布
纱布
纱布
活动任务
二、自制净水器并交流互评
检验自制净水器净水效果
取100 mL有颜色的浑浊的天然水，慢慢注入自己小组制作的净水器中，注意不要让水溢出。可从以下几个角度记录净水效果。
测试指标 净化100mL水用时 回收水 的体积 浑浊度 颜色 气味 TDS值
测试结果
活动任务
二、自制净水器并交流互评
用TDS笔检测水的TDS值
TDS 是英文 total dissolved solids 的缩写，中文译名为溶解的固体总量，测量单位为毫克/升(mg/L) ，它表明 1 升 水中溶有多少毫克固体溶解物，它包含无机盐和有机物的总量。通过检测溶解性总固体，可以分析水质的总矿化度。
活动任务
二、自制净水器并交流互评
自制净水器互评
从以下维度对各小组设计的净水器进行评价。
组别 评价维度 净水原理 选用材料 成本 使用效果
小组1
小组2
……
根据小组交流的结果，优化本小组的设计方案
活动任务
三、探究净水效率的影响因素
不同小组设计的净水器净水效率存在一定差异，哪些因素会影响净水效率呢？
可以通过实验进行探究并得出结论
活动任务
三、探究净水效率的影响因素
影响净水效率的因素有这么多，那设计实验时有哪些注意事项？
实验过程中要控制单一变量，以排除其他因素对结果的干扰
确定影响因素的条件
实验组
对照组
施加实验变量
不施加
实验变量
控制无关变量相同
对照分析
实验变量的有关结论
活动任务
三、探究净水效率的影响因素
以探究水流速度对净水效率的影响为例进行设计实验
明确问题
提出假设
设计实验
探究水流速度的快慢是否对净水效率有影响
相同装置水流速度越快，净化效率越低
1. 制作两个相同的净水器，向一个净水器快速倒入待净化后的河水水样，向另一个净水器中用注射器缓慢加入相同体积的待净化后的河水水样
2. 分别使用观测法和TDS笔检测法对净化水的水质进行检测评分，判断不同水流速度的净水效果
根据实验现象分析，得出实验结论
2. [2024·泉州期中改编]某兴趣小组取河水水样进行净化实验。
(1)设计：河水中含有泥沙等不溶性杂质
以及色素、异味、矿物质、微生物等。
①欲将悬浮的杂质较快沉降，可在水
样中添加的试剂是____________；欲进一步去除难溶性杂质，可以采用________(填操作名称)的方法。
②图1为活性炭表面结构的微观图示，活性炭具有多孔结构，所以在净水中可以起到____________作用。
③可以利用紫外线灯对水样进行________________。
絮凝剂
过滤
吸附
杀菌消毒
(2)净化：
①将饮用水瓶、纱布、活性炭等组合成如图2所示装置进行水的净化。其中，装置制作较合理的是________(填“A”或“B”)，理由是____________________________。
②通过该装置净化后的水________(填“适宜”或“不宜”)直接饮用。
A
净化水的程度由低到高
不宜
(3)总结：
①混合物分离的一般思路和方法是________(用序号排序)。
a. 分析混合物的成分　　　　
b. 找到分离方法　　　　
c. 寻找成分性质的差异
②自制净水器净水材料的选择需要考虑的因素有______________________________(写一条)。
acb
材料的吸附性(合理即可)
【点拨】
(2)①净水过程中除去的颗粒越来越小，净化程度越来越高，因此先用小卵石除去较大的颗粒，然后用石英砂除去较小的颗粒，再用活性炭除去色素和异味，最后的蓬松棉起支撑作用，因此装置A较合理。②通过该装置净化后的水还含有细菌等，不宜直接饮用。
(3)①混合物分离的一般思路首先是分析混合物的成分，然后寻找成分性质的差异，最后找到分离方法。②自制净水器时，净水材料的选择需要考虑的因素有很多，例如材料的吸附性(如活性炭具有吸附性，可用于吸附色素和异味)、材料的过滤效果(如纱布、石英砂等可用于过滤不溶性杂质)、材料的成本、材料是否容易获取等。
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