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项目导引:水是生命的源泉,是人类赖以生存的重要物质基础。饮用水的质量会影响人体健康和生活质量。水也是我们赖以生存和发展的最重要的物质资源。
项目活动一 参观自来水厂
某化学兴趣小组通过参观考察,绘制了自来水厂处理水的过程模拟图(如图):
(1)澄清池主要通过沉降除去大颗粒泥沙,一般会加入适量明矾作絮凝剂,其主要目的是。
(2)滤水池底部铺有干净细砂,主要起到过滤作用,目的是。
(3)进入X池的水含有少量色素和异味,在X池中应该加入,可以除去色素和异味。
项目活动一 参观自来水厂
某化学兴趣小组通过参观考察,绘制了自来水厂处理水的过程模拟图(如图):
(1)澄清池主要通过沉降除去大颗粒泥沙,一般会加入适量明矾作絮凝剂,其主要目的是。
(2)滤水池底部铺有干净细砂,主要起到过滤作用,目的是。
(3)进入X池的水含有少量色素和异味,在X池中应该加入,可以除去色素和异味。
答案
解：
(1) 吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降
(2) 除去水中残留的不溶性固体杂质
(3) 活性炭
(1) 吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降
(2) 除去水中残留的不溶性固体杂质
(3) 活性炭
解析
【分析】本题考查自来水厂净水过程中各环节的作用，需结合净水原理逐一分析：(1) 明矾作为絮凝剂，利用其溶于水生成的胶状物吸附悬浮小颗粒，加速沉降；(2) 滤水池的过滤作用，用于分离不溶性固体杂质；(3) 除去色素和异味需利用具有吸附性的活性炭。
【解析】(1) 明矾溶于水后形成的胶状物能够吸附水中悬浮的小颗粒杂质，使这些杂质聚集形成较大颗粒，从而加速其沉降，因此加入明矾的主要目的是吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降。(2) 滤水池的过滤作用可将水中残留的不溶性固体杂质分离除去，因此其目的是除去水中残留的不溶性固体杂质。(3) 活性炭具有疏松多孔的结构，有较强的吸附性，能吸附水中的色素和异味，因此X池中应加入活性炭。
【答案】(1) 吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降；(2) 除去水中残留的不溶性固体杂质；(3) 活性炭
【知识点】水的净化、活性炭的吸附性
【点评】本题围绕自来水净水的基础步骤设置问题，考查净水过程中各操作的作用，属于化学与生活的基础知识点，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】(1) 明矾溶于水后形成的胶状物能够吸附水中悬浮的小颗粒杂质，使这些杂质聚集形成较大颗粒，从而加速其沉降，因此加入明矾的主要目的是吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降。(2) 滤水池的过滤作用可将水中残留的不溶性固体杂质分离除去，因此其目的是除去水中残留的不溶性固体杂质。(3) 活性炭具有疏松多孔的结构，有较强的吸附性，能吸附水中的色素和异味，因此X池中应加入活性炭。
【答案】(1) 吸附水中悬浮的小颗粒杂质，加速其沉降；(2) 除去水中残留的不溶性固体杂质；(3) 活性炭
【知识点】水的净化、活性炭的吸附性
【点评】本题围绕自来水净水的基础步骤设置问题，考查净水过程中各操作的作用，属于化学与生活的基础知识点，难度较低。
【难度系数】0.8
项目活动二 了解直饮水机的工作原理
【查阅资料】直饮水机的工作流程如图所示。
(1)超滤膜可以让水分子通过,而大分子无法通过,该过程相当于净水过程中的。
(2)活性炭滤芯不仅吸附色素和异味,也吸附重金属离子,如铜离子$\ce{Cu^{2+}}$(填离子符号,下同)、二价汞离子$\ce{Hg^{2+}}$。
(3)热交换器内冷热水管交替排列,开水管中开水温度降低,冷水管中冷水温度升高。温度升高的冷水输送至电热开水器加热成开水,这样交换的优点是。
项目活动三 检测生活饮用水的水质
某化学兴趣小组就近对该地生活饮用水的水质进行了分析。
(1)在老师的带领下,同学们在不同时期采集生活饮用水的水样,在当地水质检测站进行检验,总体情况分析如下表。
①通过表中数据可得出的信息是。
②与检测人员沟通后,了解到该地生活饮用水含氮量超标,请你分析水源可能被污染的原因:(写一条)。
(2)同学们查阅了相关资料,了解到国家有关水的硬度的标准如下表。
(3)同学们在实验室中取少量自来水,用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2 mg/L,说明该地的自来水属于。在实验室里可以通过的方法降低水的硬度。
项目活动四 自制简易净水器
自制简易净水器可以选择去底倒置的可乐瓶作为容器,现提供四种材料。其中④号材料的作用是,这是利用了其的结构。容器中a、b处应放置的材料(材料间用纱布隔开)最合理的顺序为(填“①②”或“②①”)。
项目总结
实践活动结束后,同学们纷纷提出了预防和治理水污染的建议,请你写一条:。
【查阅资料】直饮水机的工作流程如图所示。
(1)超滤膜可以让水分子通过,而大分子无法通过,该过程相当于净水过程中的。
(2)活性炭滤芯不仅吸附色素和异味,也吸附重金属离子,如铜离子$\ce{Cu^{2+}}$(填离子符号,下同)、二价汞离子$\ce{Hg^{2+}}$。
(3)热交换器内冷热水管交替排列,开水管中开水温度降低,冷水管中冷水温度升高。温度升高的冷水输送至电热开水器加热成开水,这样交换的优点是。
项目活动三 检测生活饮用水的水质
某化学兴趣小组就近对该地生活饮用水的水质进行了分析。
(1)在老师的带领下,同学们在不同时期采集生活饮用水的水样,在当地水质检测站进行检验,总体情况分析如下表。
①通过表中数据可得出的信息是。
②与检测人员沟通后,了解到该地生活饮用水含氮量超标,请你分析水源可能被污染的原因:(写一条)。
(2)同学们查阅了相关资料,了解到国家有关水的硬度的标准如下表。
(3)同学们在实验室中取少量自来水,用便携式水硬度检测仪测得该自来水的硬度为311.2 mg/L,说明该地的自来水属于。在实验室里可以通过的方法降低水的硬度。
项目活动四 自制简易净水器
自制简易净水器可以选择去底倒置的可乐瓶作为容器,现提供四种材料。其中④号材料的作用是,这是利用了其的结构。容器中a、b处应放置的材料(材料间用纱布隔开)最合理的顺序为(填“①②”或“②①”)。
项目总结
实践活动结束后,同学们纷纷提出了预防和治理水污染的建议,请你写一条:。
答案
解：
项目活动二
(1) 过滤
(2) $\ce{Cu^{2+}}$；$\ce{Hg^{2+}}$
(3) 节约能源，减少加热冷水所需消耗的电能（合理即可）
项目活动三
(1) ① 该地生活饮用水枯水期的水质合格率高于丰水期（合理即可）
② 过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源（或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放，合理即可）
(3) 硬水；蒸馏
项目活动四
吸附水中的色素和异味；疏松多孔；②①
项目总结
工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）
项目活动二
(1) 过滤
(2) $\ce{Cu^{2+}}$；$\ce{Hg^{2+}}$
(3) 节约能源，减少加热冷水所需消耗的电能（合理即可）
项目活动三
(1) ① 该地生活饮用水枯水期的水质合格率高于丰水期（合理即可）
② 过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源（或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放，合理即可）
(3) 硬水；蒸馏
项目活动四
吸附水中的色素和异味；疏松多孔；②①
项目总结
工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）
解析
【分析】
本题围绕水的净化、水质检测等生活实际问题展开，需结合净水原理、离子符号书写、硬水软水相关知识逐一分析：
1. 项目活动二：超滤膜的分离作用对应净水的过滤操作；离子符号按“元素符号+电荷数”书写；热交换利用能量守恒减少能源消耗。
2. 项目活动三：通过对比水质数据得出结论，含氮污染源于含氮物质排放；根据硬度标准判断水的类型，实验室降低硬度用蒸馏。
3. 项目活动四：活性炭的吸附性源于疏松多孔结构，净水器材料按颗粒大小排序；水污染防治建议结合实际措施。
【解析】
项目活动二
(1) 净水过程中，过滤是分离不溶性固体与液体的操作，超滤膜允许水分子通过、截留大分子，与过滤原理一致，故填过滤；
(2) 离子符号书写：铜离子带2个单位正电荷，为$\ce{Cu^{2+}}$；二价汞离子带2个单位正电荷，为$\ce{Hg^{2+}}$；
(3) 热交换器中，开水降温释放的热量被冷水吸收，可减少加热冷水所需的能量，优点是节约能源，减少加热冷水的能耗（合理即可）。
项目活动三
(1) ①对比不同时期水质数据，可得出枯水期水质合格率高于丰水期等合理结论；
②含氮量超标，可能是过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源，或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放等（合理即可）；
(3) 根据国家水硬度标准，311.2 mg/L属于硬水；实验室中通过蒸馏的方法降低水的硬度。
项目活动四
活性炭具有疏松多孔的结构，作用是吸附水中的色素和异味；自制净水器中，材料应按颗粒从大到小放置，故a、b处顺序为②①；
项目总结：预防和治理水污染的建议如工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）。
【答案】
项目活动二
(1) 过滤
(2) $\ce{Cu^{2+}}$；$\ce{Hg^{2+}}$
(3) 节约能源，减少加热冷水所需消耗的电能（合理即可）
项目活动三
(1) ① 该地生活饮用水枯水期的水质合格率高于丰水期（合理即可）
② 过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源（或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放，合理即可）
(3) 硬水；蒸馏
项目活动四
吸附水中的色素和异味；疏松多孔；②①
项目总结
工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）
【知识点】
水的净化、硬水与软水、离子符号书写
【点评】
本题结合直饮水机、水质检测等生活场景，考查水的净化、硬水软水等基础化学知识，注重知识的实际应用，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕水的净化、水质检测等生活实际问题展开，需结合净水原理、离子符号书写、硬水软水相关知识逐一分析：
1. 项目活动二：超滤膜的分离作用对应净水的过滤操作；离子符号按“元素符号+电荷数”书写；热交换利用能量守恒减少能源消耗。
2. 项目活动三：通过对比水质数据得出结论，含氮污染源于含氮物质排放；根据硬度标准判断水的类型，实验室降低硬度用蒸馏。
3. 项目活动四：活性炭的吸附性源于疏松多孔结构，净水器材料按颗粒大小排序；水污染防治建议结合实际措施。
【解析】
项目活动二
(1) 净水过程中，过滤是分离不溶性固体与液体的操作，超滤膜允许水分子通过、截留大分子，与过滤原理一致，故填过滤；
(2) 离子符号书写：铜离子带2个单位正电荷，为$\ce{Cu^{2+}}$；二价汞离子带2个单位正电荷，为$\ce{Hg^{2+}}$；
(3) 热交换器中，开水降温释放的热量被冷水吸收，可减少加热冷水所需的能量，优点是节约能源，减少加热冷水的能耗（合理即可）。
项目活动三
(1) ①对比不同时期水质数据，可得出枯水期水质合格率高于丰水期等合理结论；
②含氮量超标，可能是过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源，或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放等（合理即可）；
(3) 根据国家水硬度标准，311.2 mg/L属于硬水；实验室中通过蒸馏的方法降低水的硬度。
项目活动四
活性炭具有疏松多孔的结构，作用是吸附水中的色素和异味；自制净水器中，材料应按颗粒从大到小放置，故a、b处顺序为②①；
项目总结：预防和治理水污染的建议如工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）。
【答案】
项目活动二
(1) 过滤
(2) $\ce{Cu^{2+}}$；$\ce{Hg^{2+}}$
(3) 节约能源，减少加热冷水所需消耗的电能（合理即可）
项目活动三
(1) ① 该地生活饮用水枯水期的水质合格率高于丰水期（合理即可）
② 过量施用氮肥的农田水体随雨水冲刷进入水源（或生活污水、工业含氮废水未经处理直接排放，合理即可）
(3) 硬水；蒸馏
项目活动四
吸附水中的色素和异味；疏松多孔；②①
项目总结
工业废水处理达标后再排放（或合理施用农药化肥、生活污水集中处理后排放等，合理即可）
【知识点】
水的净化、硬水与软水、离子符号书写
【点评】
本题结合直饮水机、水质检测等生活场景，考查水的净化、硬水软水等基础化学知识，注重知识的实际应用，贴近生活，难度适中。
【难度系数】
0.7
