Question

明礬[化學(xué)式為KAl（SO₄）₂?12H₂O]是一種常用的凈水劑．小華同學(xué)為了探究明礬的凈水原理，進行了如下實驗探究：
【提出問題】明礬為什么能夠凈水？
【查閱資料】材料一：凈水原理是，凈水劑具有較大表面積或者凈水劑粒子與水反應(yīng)生成表面積較大的物質(zhì)，把水中的細小漂浮顆粒吸附到表面，使其密度加大并下沉．
材料二：明礬[KAl（SO₄）₂?12H₂O]在水溶液中可以解離出K⁺、Al³⁺、SO₄^2-．
【提出猜想】猜想1：K⁺能與水反應(yīng)產(chǎn)生表面積較大的物質(zhì)．
猜想2：Al³⁺能與水反應(yīng)產(chǎn)生表面積較大的物質(zhì)．
猜想3：SO₄^2-能與水反應(yīng)產(chǎn)生表面積較大的物質(zhì)．
猜想4：K⁺、Al³⁺、SO₄^2-均能與水反應(yīng)產(chǎn)生表面積較大的物質(zhì)．
【完成實驗】

實驗 序號	水樣（稍渾濁） 體積（mL）	實驗操作	觀測 時間	實驗現(xiàn)象
①	20	向水樣中加入KCl溶液	5分鐘	仍渾濁
②	20	向水樣中加入Na2SO4溶液	5分鐘	仍渾濁
③	20	向水樣中加入Al2（SO4）3溶液	5分鐘	變澄清
④	20	向水樣中加入AlCl3溶液	5分鐘	變澄清

【得出結(jié)論】實驗

 

證明SO₄^2-無凈水作用，實驗

 

證明K⁺無凈水作用；猜想

 

成立．
【交流反思】
（1）小芳同學(xué)認為實驗①和④是多余的，你

 

（填“支持”或“不支持”）她的觀點，理由是

 

．
（2）

 

（填“能”或“不能”）把實驗③省去．
（3）小莉同學(xué)聯(lián)想到自來水的生產(chǎn)過程中會用到活性炭去除水中異味，他認為活性炭的作用原理與明礬相同，你同意她的觀點嗎？

 

（填“同意”或“不同意”），理由是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,碳單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途

專題：科學(xué)探究

分析：【提出猜想】
氯化鉀溶液不能凈化水，說明鉀離子和氯離子不能凈化水；
硫酸鈉溶液不能凈化水，說明硫酸根離子和鈉離子不能凈化水；
硫酸鋁溶液能夠凈化水，說明鋁離子能夠凈化水；
氯化鋁能夠凈化水，進一步說明鋁離子能夠凈化水；
【得出結(jié)論】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷那種離子能夠凈化水；
【交流反思】
根據(jù)要證明的問題，可以分析那些步驟是必要的，那些步驟是多余的；
活性炭的吸附過程是一個物理過程，明礬的凈化水過程是一個化學(xué)過程．

解答：解：【得出結(jié)論】
實驗②中，硫酸鈉溶液中含有硫酸根離子，硫酸鈉溶液不能凈化水，說明硫酸根離子不能凈化水；
實驗①中，氯化鉀溶液中含有鉀離子，氯化鉀溶液不能凈化水，說明鉀離子不能凈化水；
硫酸根離子和鉀離子不能凈化水，說明能夠凈化水的離子是鋁離子，猜想2成立．
故填：②；①；2．
【交流反思】
（1）通過實驗①，說明K⁺無凈水作用；通過實驗②和③，說明Al³⁺有凈水作用，而實驗④可以進一步驗證Al³⁺有凈水作用，所以實驗①不多余，實驗④是多余的．
故填：不支持；通過實驗①，說明K⁺無凈水作用；通過實驗②和③，說明Al³⁺有凈水作用，而實驗④可以進一步驗證Al³⁺有凈水作用，所以實驗①不多余，實驗④是多余的．
（2）如果沒有實驗③，也能夠證明能夠凈化水的離子是鋁離子．
故填：能．
（3）活性炭的作用原理與明礬不相同，因為活性炭的作用過程是物理變化，明礬的作用過程是化學(xué)變化．
故填：不同意；活性炭的作用過程是物理變化，明礬的作用過程是化學(xué)變化．

點評：實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．