Question

在6月5日“世界環境日”活動中，某興趣小組對生產及生活污水進行了探究．
（1）第一小組同學在學校附近的家化工廠調查，發現該廠在生產過程中用到硫酸．
[猜想]該工廠排放的廢水呈酸性．
[設計實驗]

實驗操作	實驗現象	實驗結論
用試管取少量的該廢水，滴加紫色的石蕊溶液	廢水變紅	該廢水呈酸性

[建議與反思]為防止造成水污染，同學們聯合向廠家建議，應將廢水治理達標后再排放，你認為治理該酸性廢水時適宜加入的試劑是

生石灰（合理均可）

（任答一種），此時廢水的pH將

升高

（填“升高”、“不變”或“降低”）．
[進一步探究]取一定體積從該廠排出的含硫酸的廢水與一定量的氫氧化鈉溶液混合后，溶液恰好呈中性．若改用跟氫氧化鈉溶液的質量和溶質質量分數均相同的氫氧化鉀溶液與上述一定體積的廢水混合，所得溶液的pH

＜

7（填“＜”、“＞”、“=”）．
（2）另一小組同學在城市的一條小河中取了水樣，發現水樣變渾濁，便在渾濁的水中加入適量的明礬，通過攪拌、靜置后，發現水變得澄清了．
[查閱資料]明礬[化學式：KAl（SO₄）₂?12H₂O]是一種常見的凈水劑，它在水中解離出的離子主要有K⁺、Al³⁺、S

O

2- 4

．
[提出問題]明礬中哪一種離子有凈水作用？
[設計實驗]小敏進行了如下實驗，請填寫表中空白：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
在一杯渾濁的水中加入少量KCl，靜置	燒杯中的水仍然渾濁	K+和Cl+都沒有凈水作用
在一杯渾濁的水中加入少量Al2（SO4）3，靜置	燒杯中的水變澄清	Al3+和SO42-，其中-種或兩種有凈水作用

[完善方案]小敏的實驗方案不完善，需要對方進行補充．請你將補充方案中的實驗目的和所使用的試劑填入下表

實驗目的	使用的試劑
Al3+是否有凈水作用	AlCl3
SO42-是否有凈水作用	K2SO4

[反思]研究表明：河水部分水體污染是由于水中氮、磷含量過高導致水質惡化．請你用所學習的化學知識進行分析：水體中氮、磷含量過高與人們在生產、生活中的哪些行為活動有關？（要求至少答出兩點）

Answer 1

分析：（1）利用酸堿指示劑可確定溶液的酸堿性，也可用pH試紙測定；根據酸的化學性質選擇與酸反應的物質來降低酸性；并根據氫氧化鈉和氫氧化鉀與硫酸反應的化學方程式分析所得溶液的酸堿性，確定溶液的pH；
（2）探究了明礬中具有凈水能力的微粒是哪一種，解答本題要全面調用所學知識，根據題意逐一選擇試劑加以確定；造成水體污染的來源主要有工業污染、農業污染、生活污染．

解答：解：（1）[設計實驗]
用酸堿指示劑可判斷廢水的酸堿性，由猜想該工廠排放的廢水呈酸性，所以可用石蕊試液加以鑒定；
故答案為：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
用試管取少量的該廢水，滴加紫色的石蕊溶液	廢水變紅	該廢水顯酸性

（其他答案合理也可）
[建議與反思]
硫酸可與金屬、堿、某些金屬氧化物、某些鹽反應，反應后酸性降低，pH值升高；
故答案為：生石灰（合理均可）；升高；
[進一步探究]
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O        2KOH+H₂SO₄═K₂SO₄+2H₂O
80     98                       112  98
由方程式中物質之間的質量比可以看出，等質量的硫酸消耗的氫氧化鉀的質量多；所以取一定體積從該廠排出的含硫酸的廢水與一定量的氫氧化鈉溶液混合后，溶液恰好呈中性．若改用跟氫氧化鈉溶液的質量和溶質質量分數均相同的氫氧化鉀溶液與上述一定體積的廢水混合，所得溶液的pH＜7；
故答案為：＜；
（2）[設計實驗]
明礬在水中解離出的離子主要有K⁺、Al³⁺、S

O

2- 4

；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；
故答案為：Al³⁺、SO₄^2-中的一種或兩種有凈水作用；
[完善方案]
小紅的實驗方案之所以不完善，是因為還不能證明到底是Al³⁺還是SO₄^2-具有凈水作用，還需要補充實驗，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；
故答案為：

實驗目的	使用的試劑
Al3+是否有凈水作用	AlCl3
SO42-是否有凈水作用	K2SO4

[反思]
工業廢水的任意排放，農業上化肥、農藥的大量使用，生活中含磷洗滌劑的使用等都會造成水體中氮、磷含量過高；
故答案為：農業上化肥、農藥的不合理使用，生活中含磷洗滌劑的使用（合理均可）

點評：本題較好考查了學生實驗設計和依據題目所給信息，分析、解決問題的能力，以及對酸、指示劑的性質的掌握和應用；通過解答本題體會到設計實驗時要盡量做到嚴謹，可以通過對比實驗解決問題．