第三单元 课题3 水的净化

2023年4月20日发(作者：庭院大门款式图片)

第三单元 课题3 水的净化

三维目标

1、知道纯水与天然水、硬水、软水的区别。了解吸附、过滤和蒸馏等多种净化

水的方法。

2、通过对照实验认识纯水与天然水的差别，学会检验硬水与软水以及净化水的

方法。

3、了解与实际生活相关的知识，调动学习的热情和积极性。

1、知识、能力聚焦

1、水的净化

1、纯水与天然水的区别

1、纯水是无色、无臭、清澈透明的，属于纯净物。

2、自然界中的水由于含有许多可溶性和不溶性杂质还有微生物（细菌、病毒等），

因此常呈混浊状态，天然的水都属于混合物。

2、自来水的净化

自来水厂净化过程如图表示：

取水 加絮凝剂 反应沉淀池 过滤池

活性炭吸附池 清水池 消毒 配水泵 用户：

1）、加絮凝剂：明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附作用，可以使杂质沉降

达到净水效果。明矾可作絮凝剂。

[扩展]：做絮凝剂净化水的物质除了明矾外，还有碳酸铝、氯化铝，由于水中溶

有过量铝的化合物对人体有害，近年来用氯化铁、高锰酸钾等铁的化合物替代。

2）、过滤可以除去液体中混有的固体杂质，自来水厂用石砂层作为过滤层。

[启示]：井水、泉水、小河之所以清澈是因为经过自然土沙层的过滤。

3）、吸附：活性炭具有吸附作用，不仅可以滤去一些不溶性的杂质，也可以吸附

掉一些可溶的杂质，还可以除去臭味。

4）、消毒：用氯气，二氧化氯，漂白粉[主要成分是次氯酸钙]作消毒剂。

3、常用的净水方法：

1）、沉淀：让水中的颗粒物利用重力作用沉淀，包括静置沉淀和吸附沉淀。

2）、过滤：将固体物质与液体分离的一种方法

3）、吸附：利用具有吸附作用的物质吸收杂质及气味，常用作活性炭作吸附剂。

4）、蒸馏：将水加热成水蒸气，再冷凝成纯净水。

[注意]：a、在净水的各种方法中，吸附、沉淀、过滤发生的都是物理变化。

B、用氯气或漂白粉给水消毒杀菌发生的是化学变化。

C、活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，活性炭的吸附性属于物理性

质。

D、在沉淀、过滤、吸附、蒸馏几种净化方法中净化程度最高的是蒸馏。

E、经过沉淀、过滤、吸附等净化处理，除去的主要是水中的不溶性杂质，所得

的澄清的水中仍混有许多的可溶性杂质，因而属于混合物。

4、活性炭的净水作用

活性炭具有疏松多孔的结构，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水中有颜色、

有气味的物质。

2、硬水及其软化

经过沉淀、过滤、吸附除去自然水中的难溶性杂质，但一些可溶性杂质还没有除

去，如可溶性的钙、镁化合物。

1、硬水和软水

含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水，不含或含有较少可溶性钙、镁化合

物的水叫做软水。河水多为硬水，雪水、雨水是软水。

2、硬水和软和的检验。

！）、把肥皂水倒入水中搅拌，若水易起浮渣的为硬水，反之为软水。

2）、分别加热，出现浑浊的现象的为硬水，反之则为软水。

3、硬水的危害：

硬水除对生活（如洗涤）和生产（如锅炉用水）有危害外，长期饮用硬度很高的

水，对人体的健康也有不利的影响，此外，很多工业部门，如纺织、印染、造纸、

化工等，都要求用软水。

4、硬水的软化方法：

生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度，实验室常用蒸馏水的方法得到蒸馏水以

降低水的硬度，在工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水。

2、方法、技巧平台

3、过滤操作

1、过滤器的准备：

如图所示，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），用少量水湿润滤纸，放入漏斗内，使之紧贴漏

斗壁，使滤纸和漏斗壁之间不能留有气泡。

问题1：滤纸为什么要先用水润湿后，再放入漏斗内，且中间不能留有气泡？假

如漏斗壁与滤纸中间有气泡，应怎样处理？

答：滤纸不用水润湿无法紧贴漏斗壁，滤纸与漏斗壁之间有气泡会影响过滤速度，

如果发现有气泡，应使用玻璃棒轻轻赶走气泡。

安装过滤器：如图所示，要使漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁。市滤液元烧杯

内壁流下，以免液滴飞溅。

过滤操作：1、先将玻璃棒轻轻斜靠在三层漏斗处；2、取浑浊的水沿玻璃棒

慢慢倒入漏斗内，烧杯口紧靠在玻璃棒上；3、液面始终低于滤纸的边缘。

过滤操作要点归纳：“一贴，二低，三靠”。

一贴：制作过滤器时，滤纸要紧贴漏斗内壁，中间不留气泡。

二低：液面低于滤纸边缘，滤纸低于漏斗口。

三靠：盛待过滤液体的烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠在三层滤纸一边，漏斗的

下端管口紧靠在烧杯内壁上。

问题2：可以用什么物品代替实验室中滤纸和漏斗来过滤液体？

答：可以用纱布代替滤纸，可用筷子代替玻璃棒，可用瓷碗、茶杯等代替漏斗和

烧杯等。

问题3：在过滤时两次过滤后滤液仍浑浊的原因是什么？

答：1）、滤纸破损；2、过滤时液面高于滤纸边缘。

问题4：过滤时玻璃棒起什么作用？

答：玻璃棒起到引流的作用。

4、过滤的应用

过滤法是混合物分离的方法之一，适用于固体与液体的分离，也适用于两种固体

的分离（必须满足一种固体易溶于水，另一种固体难溶于水），过滤法是混合物

分离常用的一种物理方法。

4、蒸馏

1、原理：

根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离。

2、适用范围：分离和提纯液态混合物，或把混在液体中的杂质除去。

3、蒸馏操作时应注意的问题：

1、蒸馏烧瓶下面必须垫上石棉网，不能用火直接加热。

2、蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时暴沸，使蒸馏平稳进行。

3、温度计的液球应对着蒸馏烧瓶的支管口，因为蒸馏时需控制的温度是出口蒸

气温度。

4、冷却水的流向应跟在蒸气的流向相反，这种逆流冷却可以收到最大的冷却的

效果。

5、蒸馏产物（称馏分）一般用锥形瓶收集。

[扩展]：空气的分离和石油炼制成品油（汽油、柴油）都运用了蒸馏原理。液化

空气中，氮和氧的沸点不同，减压、升温后氦气先逸出，剩下的液体主要是液氧。

石油中各组分的沸点不同，控制温度让不同组分先后蒸馏出来。制得汽油、煤油、

柴油、石蜡等。

3、创新思维扩展

5、自然界的净水过程和自制净水器

地表水常常含一些杂质，通过地层或沙层过滤后得到净化，所以农村常挖井取用

地下水。

地表水

沙层

井水

根据井水的净化过程，我们可以自己设计净水器，过滤层的颗粒由粗到细。

细沙石

纱布

活性炭

水

纱布

鹅卵石

名题

1、青海是黄河的发源地，黄河水处理饮用水可通过：1）、加热煮沸；2）、消毒；

3）、过滤；4）、自然沉降，较合理的顺序为 （ ）

A、③①②④B、④①③②C、④③②①D、③①④②

[解析]：基础题。此题考查生活用水的处理方法和过程。河水经过自然沉降和过

滤处理措施后，主要除去的是河水中颗粒大的不溶性杂质，但所得到的河水仍然

不能饮用，因为河水中还有许多可溶性杂志（可能含有一些有毒物质）。因此第

三步应对得到的河水进行消毒，最后经过加热煮沸处理，将硬水变为软水方可饮

用。故选C。

[点拨]:净水的过程是由粗到细的过程，即先去掉颗粒大的不溶性杂质（沉淀、过

滤）后去掉可溶性杂质。

2、学校、家庭、办公室常用的净水器的基本原理可用如图所示的简易净水装置

表示。其中所用的石子、细沙等的作用是 ，起吸附作用的是

[解析]：在净水装置中，石子、细沙起初步过滤作用，活性炭起吸附作用，棉花

对水更进一步过滤。

[答案]：过滤；活性炭。

[点拨]：本题结合示意图，考查了水的净化过程。水质情况不同，净化的处理的

略有不同，在解题时要注意具体情况具体对待。

[例题3]：如图为自来水生产的一种流程示意图，其中属于化学变化的步骤是（ ）

细沙石

活性炭

水

纱布

鹅卵石

纱布

水 水的筛滤 加入混凝剂 粗沙过滤 细沙过滤

A B C

加入消毒剂 自来水。

D

[基础题]：水的筛滤、粗沙过滤、细沙过滤都是为了除去不溶水的杂质，没有其

他物质生成，属于物理变化；而加入消毒剂（如氯气），则与水及水中的微生物

发生反应生成其它物质，属于化学变化。 [答案]：D。

4、小亮在学习水的净化问题的时候，向老师提出了这样一个问题：他的衣服洗

的时间长了就变硬；他家里的水壶里有一层硬硬的物质，烧起水特别慢，这是为

什么？

（1）、你能替老师回答他的问题吗？

（2）、请你告诉他今后要怎样处理才能避免上述现象？

（3）、你认为生活中常用什么方法降低水的硬度？

[应用题]：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水，硬水很容易使衣服变硬，

使水壶或盛水的器具上结水垢。显然小亮家的生活用水属硬水，这样的水洗不干

净衣服，又非常浪费燃料，应设法除去水中的钙、镁化合物，降低水的硬度。生

活中通过煮沸水可以降低水的硬度。

[答案]：

1、因为小亮家的生活用水属硬水。

2、应该设法除去水中的钙、镁化合物。3、煮沸水。

5、小敏同学将浑浊的湖水样品倒入烧杯中，先加入明矾粉末，搅拌溶解，静置

一会儿后，采用如图装置所示过滤。

1）、加明矾的作用是： 图中还缺少的一种仪器是： ，漏

斗下端紧靠烧杯内壁是为了

2）、操作过程中，他发现过滤速率太慢，产生的原因可能是：

3）、过滤后观察发现滤液仍然浑浊，可能的原因是：

4）、改进方法后过滤，得到澄清透明的水，他兴奋地宣布：我终于制得了纯水！

对此，你有无不同的看法？ ，理由是： 。若要制

取纯水，还需要采用的净化方法： 。

[解析]：明矾是一种净水剂，其作用是吸附杂质，是杂质沉淀；过滤时要用玻璃

棒引流，若直接倒入会冲破滤纸，因此还缺少的一种仪器是玻璃棒；过滤操作要

领是：一贴、二低、三靠，否则会导致液滴飞溅，过滤速度慢及滤液仍然浑浊等

后果。滤液仍然浑浊的原因还可能是滤纸破损或仪器不干净等。过滤只是除去了

不溶性杂质，不能除去可溶性杂质，因此经过正确过滤操作后得到的澄清透明的

水不一定是纯水。

[答案]：1、吸附杂质，使杂质沉淀；玻璃棒；防止液滴飞溅

2、滤纸与漏斗壁之间留有气泡 3、滤纸破损（或漏斗内液面高于滤纸边缘或仪

器不干净等） 4、有；过滤只是除去不溶性杂质，不能除去可溶性杂质；蒸馏。

[解析]：在生活中用筛子筛米，制作豆腐时豆浆和豆渣分离都是运用的过滤的原

理。

冷水

6、如图所示： (制取蒸馏水的装置)。是制

取蒸馏水的简易装置，回答下列问题：

1）、实验操作中有以下几步：①在蒸馏烧瓶里倒入适量热水，并加入一些碎瓷

片②调节酒精灯、铁圈、铁夹的位置，控制导管末端根试管底之间的距离；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)实验室中装置里用到的石棉网的作用是 ，铁圈的作用是

，烧杯中冷水的作用是 。

3）、导管末端一般距离试管底2cm-3cm，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]：组装仪器和实验操作必须按一定的操作顺序。在加入蒸馏液之前，必须

检查装置的气密性。固定烧瓶、调节酒精灯高度应在加蒸馏液后。制取了一定量

的蒸馏水后，应先把导管从试管中取出，再停止加热，否则烧瓶内温度骤然降低，

气压减小，试管中的液体会发生倒吸现象。深入试管内的导管中的液体会发生倒

吸现象。伸入试管内的导管应试管底2cm-3cm，太高起不到冷凝效果，太低，水

蒸气会倒流。用酒精灯加热，如果液体沸腾得太厉害，液体就会直接通过导管流

到试管里，若加入几片沸石或碎瓷片，可防液体暴沸。

[答案]：1、③①②④⑥⑤ 2、使烧瓶受热均匀，保持蒸馏液平衡沸腾夹持

固定烧瓶；支持石棉网 ；冷却水蒸气。3、便于水蒸气冷凝 4、防止水蒸馏

时暴沸。

7、某同学用空塑料瓶座简易净水器，设计如图：请你帮助他继续设计：如何放

小卵石、活性炭、石英沙三种材料的位置，以获得较好的净水效果。你设计的结

果为①为 ②为 ③为

（1）

（2） 纱布

（3）

膨松棉

[解析]：首先要知道小卵石、活性炭和石英沙三种材料的作用，再根据净化水的

原理去设计，要获得较好的净水效果，应按照先除去较大颗粒的悬浮物，再除去

小卵石、石英沙的作用是除去大颗粒杂质，活性炭的吸附作用可除去小颗粒及溶

于水的杂质。

[答案]：（1）小卵石 （2）石英沙 （3）活性炭。

[点拨]：此题是考查水的净化原理的设计题。简易净水装置中，根据进水管口到

出水管口进行设计，从进水口开始，按除去杂质的顺序设计。

速效基础演练

1、净化水的方法有：①过滤；②加明矾吸附沉淀；③蒸馏④消毒杀菌。要将

混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水，应选用的方法和顺序为：

A、①②③④ B、②④①③ C、②①④ D、①③④

2、将浑浊的河水变澄清，实验操作中要用到的仪器是 （ ）

A、酒精灯 B、量筒 C、漏斗 D、集气瓶

3、天然水需经过净化才能饮用。下面是自来水厂净水流程示意图：

絮凝剂 消毒剂

天然水 沉淀 过滤 吸附 自来水，其中常

用的絮凝剂是 （ ）

A、氯气 B、活性炭 C、明矾 D、漂白粉

4、过滤的操作的下列步骤中错误的是 （ ）

A、取一张圆形滤纸，对折两次，打开成圆锥形，放入漏斗

B、如果滤纸高于漏斗边缘，用剪刀剪取多余部分，使滤纸的边缘比滤纸的边缘

比漏斗口稍低。

C、用少量水湿润滤纸，是滤纸紧贴漏斗，滤纸与漏斗壁间不留气泡。

D、用玻璃棒轻轻搅动漏斗中液体，以加快过滤。

5、下列说法正确的是 （ ）

A、只要是澄清透明的水都是纯水

B、净水器的活性炭可以吸附固体小颗粒和液体小颗粒

C、用硬水洗衣服比用软水洗衣服好

D、长期饮用纯净水堆身体有益无害

6、科学家和医学家们调查发现，人们的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化

性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高，长期饮

用过硬或者过软的水都不利于人体健康。下列说法正确的是 （ ）

A、硬水是一种纯净物

B、硬水中含较多钙、镁化合物

C、硬水放一段时间便成软水

D、凡是含有杂质的水就是硬水。

7、许多山村在挖井时，在井底铺了一层厚厚的木炭，这样的井水清凉解渴，喝

了不至于闹肚子，原因是

8、水是生命之源，人类的日常生活中与工农业生产都离不开水。

（1）、小岗为了净化收集到的雨水，自制了一个如图所示的简易净水器，其中膨

松棉的作用是

（2）、矿泉水、蒸馏水、自然水和净化后的雨水都是生活中常见的水。其中属于

纯净物的是 。

9、水是生命之源，万物之基，是人类最宝贵的自然资源。我国规定水质必须在

感官性指标、化学指标、病理学指标等方面达标方可成为生活饮用水。其中感官

性指标的主要要求为：①不得呈现异色；②不得有异臭异味；③不得含有肉眼

可见物；④水应澄清透明。净化水时，前两个指标可以利用 （填物

质名称）的吸附作用而达到；后两个指标可以通过加入絮凝剂反应、沉淀，然后

通过 （填操作名称）而达到。

10、小张是南方人，夏天时随朋友到沈阳旅游，到了沈阳后不久就感觉到自己身

体不适，到医院检查后，医生告诉他因“水土不服”造成的。因为东北的水质较

细沙石

纱布

活性炭

膨松棉

纱布

鹅卵石

水

硬，而南方的水质较软，小张到了东北后一时难以适应，所以才会生病。请问;

(1)、你有什么方法能够区分软水和硬水呢？

（2）、你会在饮用水方面给小张哪些建议？