初中化学自来水的生产过程与净化方法探究题

明矾[化学式为KAl(SO₄)₂·12H₂O]是一种常用的净水剂。小华同学为了探究明矾的净水原理，进行了如下实验探究：
【提出问题】明矾为什么能够净水？
【查阅资料】材料一：净水原理是，净水剂具有较大表面积或者净水剂粒子与水反应生成表面积较大的物质，把水中的细小漂浮颗粒吸附到表面，使其密度加大并下沉。
材料二：明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]在水溶液中可以解离出K⁺、Al³⁺、SO₄^2-。
【提出猜想】猜想1：K⁺能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想2：Al³⁺能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想3：SO₄^2-能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想4：K⁺、Al³⁺、SO₄^2-均能与水反应产生表面积较大的物质。
【完成实验】

实验序号	水样（稍浑浊）体积（mL）	实验操作	观测时间	实验现象
①	20	向水样中加入KCl溶液	5分钟	仍浑浊
②	20	向水样中加入Na2SO4溶液	5分钟	仍浑浊
③	20	向水样中加入Al2(SO4)3溶液	5分钟	变澄清
④	20	向水样中加入AlCl3溶液	5分钟	变澄清

【得出结论】实验    证明SO₄^2-无净水作用，实验       证明K⁺无净水作用；猜想    成立。
【交流反思】（1）小芳同学认为实验①和④是多余的，你           （填“支持”或“不支持”）她的观点，理由是                                      。
（2）       （填“能”或“不能”）把实验③省去。
（3）小莉同学联想到自来水的生产过程中会用到活性炭去除水中异味，他认为活性炭的作用原理与明矾相同，你同意她的观点吗？[注意：若答对本小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。]
         （填“同意”或“不同意”），理由是                                 

水和溶液在生命活动和生产、生活中起着十分重要的作用。
（1）净水器中经常使用活性炭，主要利用活性炭的      性。
（2）下图实验中，当试管1中气体的体积为6mL时，试管2中气 体体积约为      mL；反应的化学方程式是      。

（3）农业生产常用溶质的质量分数为10% ~ 20%的NaCl溶液来选种。现将300g 25%的NaCl溶液稀释为10%的NaCl溶液，需要加水的质量为    g。
（4）甲、乙两物质的溶解度曲线如右图所示。20℃时，将等质量的甲、乙两种固体，分别加入盛有10 g水的A、B试管中，充分溶解后，可观察到如图所示的现象。则20℃      t℃（填“>”、“<”或“=”）。

20℃时，对A试管进行如下操作，最终A试管中溶液
溶质的质量分数一定发生变化的是      （填字母序号）。
A．加少量水                 b．加入少量甲物质 
c．升温到40℃              d．蒸发部分溶剂，恢复到20℃
e．加入少量40℃甲的饱和溶液，恢复到20℃

有人提出运用高科技可以使水变成汽油，小明认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。以下是小明的实验探究过程。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油？
【猜想与验证】（1）探究水的组成。实验装置示意图如下：

通电一段时间后，经过检验可知，试管1中的气体是          。该反应的化学方程式为

                                                。  
该实验说明：水是由                组成的（写名称）。  
（2）探究汽油的组成。实验操作如下：

实验步骤	实验现象和化学方程式	实验目的
①点燃使用汽油作燃料的油灯
②将光洁干冷的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水
③将内壁蘸有          的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳

 
该实验说明：汽油的组成中肯定含有的元素有                    （写元素符号）。
【得出结论】因为汽油和水的组成元素不同，所以水不能变成汽油。

化学就在我们身边
（1）萌萌是个爱劳动的孩子，平时自己的衣物总是自己清洗，她发现用湿手取少量洗衣粉时感觉到手发烫，原因是洗衣粉溶于水           （填“放热”或“吸热“）。生活用水在净化过程中常用             吸附色素和异味，一般可以通过               的方法降低水的硬度。
（2）我们在实验室通常用酒精灯给物质加热，其燃烧的燃料是乙醇，俗名酒精，酒精是一种清洁能源，它属于         （选填“纯净物” 或“ 混合物）”，是           （选填“可再生”或“不可再生”）能源。酒精燃烧的化学方程式为                   。
（3）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20，与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大，易引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病．抽空多去野（如森林或海边）外走一走，那里的PM2.5值很低．
①PM2.5其实就是我国计入空气首要污染物的       （填字母序号）；

A．氮氧化物

B．二氧化硫

C．一氧化碳

D．可吸入颗粒物

②今年的11月份至今，海安地区已出现多次灰霾天气，污染比较严重，据统计，冬季是灰霾日相对集中的季节，其原因是_________________________
③在日常生活中，可以减少PM2.5的一点有效措施有                              

为了探究“水的净化”过程，某实验小组从河中取来水样进行实验：
（1）实验小组的同学应用仪器：             量取50mL的水，视线应与                保持水平。
（2）右图是某同学制作的简易净水器，请回答下列有关问题：

在简易净水器中装入小卵石、石英砂的目的是：　　　 　                       　　；
活性炭的作用是：　　　 　 　　                    　。

水是生命之源，没有水就没有生命
（1）从物质的分类角度分析，水不属于        （填字母）。
A．单质   B．氧化物   C．化合物  D．纯净物  
（2）如图为电解水的实验，A试管中收集到的气体为         ，反应的文字表达式为                         ，此实验可以说明水是由                组成。从能量转化角度分析，电解水是将          能转化为            能。

（3）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后方可以成为生活饮用水。各种指标的主要要求为：
a.不得呈现异色   b.不得有异嗅异味  c. 水应澄清透明  d.不得含有细菌和病毒
①前两个指标可以利用            的吸附作用（填物质名称）而达到；
②自来水厂生产自来水的过程如下图所示：

由上图可知净化水时，c、d两个指标可通过上图中的B、C、         过程而达到。
③水的硬度是一项重要的化学指标。日常生活中区分硬水与软水用            。
（4）右图是市场上出售的一种活性炭净水器示意图。这种净水器入水口在下方的优点是          。

A.使水的化学性质发生改变      B.有助于除去悬浮性颗粒
C.不易堵塞活性炭孔            D.可以将硬水软化
（5）水是生命之源，我们每个人都要爱护水资源。请你提出一条保护水资源的合理化建议：__________。

为了探究“水的净化”过程，某实验小组从河中取了水样，观察到：
A. 水样呈黄色，有异味     B.水样浑浊，有固体小颗粒。
现对水样进行如下处理：
（1）向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行       （填操作名称），除去固体小颗粒，在此操作中，玻璃棒所起的作用是       。
再向滤液中加入活性炭，利用其        性除去水样中的颜色和异味，该过程属于
       变化（填“物理”或“化学”）
（2）若过滤结束，发现滤液仍然浑浊，可能的原因是
①                                 ②                               。
（3）同学们想知道所得滤液中是否溶解了某些固体物质，可接着对滤液进行        （填
操作方法）。
实验室现有下列仪器和用品，要进行该操作，必须用到的是（填序号）           。
①试管 ②铁架台（带铁圈） ③烧杯 ④酒精灯 ⑤滤纸 ⑥玻璃棒 ⑦量筒 ⑧蒸发皿

水是人类最宝贵的自然资源，依据所学化学知识回答：
（1）小明利用右图所示的装置探究水的组成，写出该反应的符号表达式               ，通电一段时间后，试管a收集到的气体是_________，正极与负极产生气体的体积比是              。
但在实验所得数据中略小于该值．针对这一现象推测原因，你认为不可取的是

A．生成氧气一端的装置气密性不好

B．相同条件下，在水中溶解的氧气比氢气稍多

C．连接生成氧气一端的电极被氧气氧化，消耗了一部分氧气

D．实验所得数据与理论值相差不多，可认为实验已经成功

（2）小刚收集到一瓶浑浊的长江水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成自来水。其实验过程如下所示，回答下列问题。

① 向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行操作①的名称是             ；该操作中用到的玻璃仪器有              （任写一个）若进行完该操作后，发现滤液仍旧浑浊，造成这一现象的原因可能是                      。
② 操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是             ，操作③是消毒杀菌，这过程主要是           变化
③ 自来水厂用二氧化氯消毒杀菌，二氧化氯的化学式为         ，其中氯元素的化合价为               。
④ 为降低硬度，日常生活中使用硬水会带来许多麻烦，家庭生活中常用来降低水硬度的方法是            。

下图为自来水厂净水过程示意图：

(1)自来水厂生产自来水时，使用的净水方法有___________________；

A．沉淀

B．过滤

C．煮沸

D．蒸馏 E.吸附

(2)加入活性炭的作用是________________
(3)某同学想检验自家的井水是硬水还是软水可以用   ，在家中要把硬水转化为软水最好的方法是       。
(4)有些科学家预言：“世界上最后一滴水就是人类的眼泪”。这句话警示我们应树立保护水资源的意识：一是节约用水，二是      。请你举一例节约用水的做法：                             。

淡水资源的缺乏已成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。某小组针对这一现状，提出问题并在实验室进行了以下探究。
【提出问题】________________________________________________
【实验用品】酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台、烧杯、胶头滴管、海水、硝酸银溶液。
【实验过程】
①图组装仪器并检查装置气密性。

②向大试管加入5～10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热。加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。
该小组同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为：________________________。
③向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，现象为：________________________。
【得出结论】
通过上述实验探究，你得出的结论是：____________________________________。
【反思交流】
①对海水淡化后剩余资源，请提出一种合理利用的措施：________________________。
②“蒸馏法淡化海水”的思路是想办法将水从混合物中分离出来。请列举一种与上述原理相同的混合物分离的例子：________________________________________________。