Question

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？

 

（填“同意”或“不同意”），理由是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,碳单质的物理性质及用途

专题：科学探究

分析：【提出猜想】
氯化钾溶液不能净化水，说明钾离子和氯离子不能净化水；
硫酸钠溶液不能净化水，说明硫酸根离子和钠离子不能净化水；
硫酸铝溶液能够净化水，说明铝离子能够净化水；
氯化铝能够净化水，进一步说明铝离子能够净化水；
【得出结论】
根据实验现象可以判断那种离子能够净化水；
【交流反思】
根据要证明的问题，可以分析那些步骤是必要的，那些步骤是多余的；
活性炭的吸附过程是一个物理过程，明矾的净化水过程是一个化学过程．

解答：解：【得出结论】
实验②中，硫酸钠溶液中含有硫酸根离子，硫酸钠溶液不能净化水，说明硫酸根离子不能净化水；
实验①中，氯化钾溶液中含有钾离子，氯化钾溶液不能净化水，说明钾离子不能净化水；
硫酸根离子和钾离子不能净化水，说明能够净化水的离子是铝离子，猜想2成立．
故填：②；①；2．
【交流反思】
（1）通过实验①，说明K⁺无净水作用；通过实验②和③，说明Al³⁺有净水作用，而实验④可以进一步验证Al³⁺有净水作用，所以实验①不多余，实验④是多余的．
故填：不支持；通过实验①，说明K⁺无净水作用；通过实验②和③，说明Al³⁺有净水作用，而实验④可以进一步验证Al³⁺有净水作用，所以实验①不多余，实验④是多余的．
（2）如果没有实验③，也能够证明能够净化水的离子是铝离子．
故填：能．
（3）活性炭的作用原理与明矾不相同，因为活性炭的作用过程是物理变化，明矾的作用过程是化学变化．
故填：不同意；活性炭的作用过程是物理变化，明矾的作用过程是化学变化．

点评：实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．