Question

小明同學(xué)去九仙山旅游時(shí)，用瓶裝了一些山下的泉水，帶回實(shí)驗(yàn)室，在老師的指導(dǎo)下，按下列流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，制取蒸餾水．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）明礬的化學(xué)式為

 

取水后加入明礬的作用是

 

．
（2）進(jìn)行過濾操作時(shí)，下列做法錯(cuò)誤的是

 

．
A．玻璃棒要靠在三層濾紙的一邊   B．漏斗下端的管口要緊靠燒杯的內(nèi)壁
C．濾紙的邊緣要低于漏斗口       D．液面不要低于濾紙邊緣
過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)過濾速率過慢，可能原因是

 

，

 

．
（3）向?yàn)V液中加入活性炭，利用其

 

性，除去水樣中的色素和異味．
（4）消毒劑高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、殺菌等功能于一體，目前被廣泛應(yīng)用于自來水凈化．高鐵酸鈉中鐵元素的化合價(jià)為

 

．
（5）在制取蒸餾水的過程中，在水中要放碎瓷片，其作用是

 

．
【發(fā)現(xiàn)問題】：小明發(fā)現(xiàn)經(jīng)過過濾操作后的水仍然渾濁，便在渾濁的水中加入適量的明礬，通過攪拌、靜置后，發(fā)現(xiàn)水變得澄清了．
【查閱資料】：是一種常見的凈水劑，它在水中離解出的離子主要有K⁺、Al³⁺、SO₄^2-．
【提出猜想】：明礬中哪一種離子有凈水作用
小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫她完成表中的空白．

實(shí) 驗(yàn) 操 作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	結(jié)   論
在一杯渾濁的水中加入適量 的KCl，靜置		K+、Cl-都沒有凈水作用
在另一杯渾濁的水中加入適量 的Al2（SO4）3，靜置	杯中的水變澄清

（4）小明的實(shí)驗(yàn)方案不完善，需要對(duì)方案進(jìn)行補(bǔ)充，請(qǐng)你把補(bǔ)充方案中要達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑹褂玫脑噭┨钊胂卤恚?br />

實(shí) 驗(yàn) 目 的	使 用 的 試 劑
Al3+是否有凈水作用

Answer 1

考點(diǎn)：水的凈化,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,蒸發(fā)與蒸餾操作,鹽的化學(xué)性質(zhì),有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算

專題：空氣與水

分析：（1）根據(jù)明礬在凈水中的作用進(jìn)行分析解答．
（2）過濾液體時(shí)，注意“一貼、二低、三靠”的原則．
（3）活性炭具有吸附作用，能夠吸附水中的色素和異味．
（4）依據(jù)化合物中元素正負(fù)化合價(jià)總數(shù)和為0分析解答．
（5）制取蒸餾水時(shí)要加入碎瓷片以防止暴沸；
探究了明礬中具有凈水能力的微粒是哪一種，要解答本題要全面調(diào)用所學(xué)知識(shí)，并合理進(jìn)行拓展遷移．

解答：解：（1）明礬是含有12個(gè)結(jié)晶水的硫酸鋁鉀，在水樣中加入明礬的作用，是利用明礬在水中形成膠體后，吸附凝聚小顆粒而沉淀．
故答案為：KAl（SO₄）₂?12H₂O；使水中小顆粒凝聚成大顆粒；
（2）A．玻璃棒緊靠三層濾紙?zhí)帲�正確；
B．漏斗下端的管口要緊靠燒杯的內(nèi)壁，這樣能夠防止迸濺和加快過濾速度．正確；
C．濾紙的邊緣要低于漏斗口，這樣能夠使濾紙不容易破損．正確；
D．液面要低于濾紙邊緣，這樣能夠使濾液被充分過濾．錯(cuò)誤．
故選D．
過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)過濾速率過慢，可能原因是：濾紙沒有緊貼漏斗內(nèi)壁，濾紙與漏斗之間有氣泡或漏斗沒有緊貼燒杯內(nèi)壁；
故填：濾紙沒有緊貼漏斗內(nèi)壁；漏斗沒有緊貼燒杯內(nèi)壁；
（3）活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，能夠吸附有色物質(zhì)和異味．所以向?yàn)V液中加入活性炭，利用其吸附性，除去水樣中的色素和異味．故填：吸附．
（4）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄），由于鈉元素為+1價(jià)，氧元素為-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得鐵元素為+6價(jià)．故填：+6．
（5）制取蒸餾水時(shí)要加入碎瓷片以防止暴沸，故填：防止加熱時(shí)暴沸．

加入KCl后，得出結(jié)論是K⁺、Cl^-沒有凈水作用，所以看到的現(xiàn)象是水仍然渾濁，加硫酸鋁后水變澄清，說明Al³⁺、SO₄^2-中的一種或兩種有凈水作用；
答案：實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象：杯中的水仍渾濁
     結(jié) 論：Al³⁺、SO₄^2-中至少有一種有凈水作用
（4）小紅的實(shí)驗(yàn)方案之所以不完善，是因?yàn)檫�不能證明到底是Al³⁺還是SO₄^2-具有凈水作用，還需要補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，要證明Al³⁺是否具有凈水作用，可選用AlCl₃，要證明SO₄^2-是否具有凈水作用，可選用K₂SO₄．
答案：AlCl₃、K₂SO₄．

點(diǎn)評(píng)：題目看似很復(fù)雜，其實(shí)是很多簡單問題的組合，所以要靜心思考，逐一突破．