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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
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2
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3
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
【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4
（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. 2014 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. 2014 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
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（ ）5
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. 2014 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_________。
（Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ）
（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6
蒸馏水。请回答下列问题：
（1）取水后加入明矾的作用是_________。
（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。7
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8
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。
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