Question

小华同学为了探究明矾的净水原理，做了如下实验，请完成实验报告：（已知明矾的化学式为KAl（SO4）2?12H2O，它在水中能全部解离成K⁺、Al³⁺和SO₄^2-）

实验步骤	实验现象	结论
①在蒸馏水中加入少量明矾，搅拌	明矾全部溶解	______
②在浑浊的天然水中加少量明矾，搅拌静置	天然水变澄清	______
③在浑浊的天然水中加少量硫酸铝，搅拌静置	天然水变澄清	______
④在浑浊的天然水中加少量硫酸钾，搅拌静置	天然水仍浑浊	______
⑤在浑浊的天然水中加少量氯化铝，静置沉淀	天然水变澄清	______

由以上所有实验可知：
（1）具有净水作用的除明矾以外，还有______、______．
（2）说明明矾的净水作用与其中的______有很大的关系．

Answer 1

解：明矾能溶于水，向河水中加入明矾、硫酸铝、氯化铝都能使河水变澄清，说明这三种物质都具有净水的作用；而加入的硫酸钾不能使河水变澄清，说明硫酸钾并不具有净水的作用；
（1）在浑浊的天然水中加少量硫酸铝或氯化铝，搅拌静置后，天然水都能变澄清，说明硫酸铝或氯化铝也都具有净水作用；
（2）明矾的溶液中含有K⁺、Al³⁺和SO₄^2-，硫酸铝溶液中含有Al³⁺和SO₄^2-，氯化铝溶液含有Al³⁺和Cl^-，硫酸钾溶液中含K⁺和SO₄^2-，因为明矾、硫酸铝、氯化铝都具有净水作用而硫酸钾却不具有同样的作用，所以可判断溶液中的Al³⁺具有净水的作用；
故答案为：

实验步骤	实验现象	结论
①在蒸馏水中加入少量明矾，搅拌	明矾全部溶解	明矾能溶解
②在浑浊的天然水中加少量明矾，搅拌静置	天然水变澄清	明矾吸附水中小颗粒泥尘聚集成大的，沉降
③在浑浊的天然水中加少量硫酸铝，搅拌静置	天然水变澄清	硫酸铝有明矾的吸附作用
④在浑浊的天然水中加少量硫酸钾，搅拌静置	天然水仍浑浊	硫酸钾无明矾的吸附作用
⑤在浑浊的天然水中加少量氯化铝，静置沉淀	天然水变澄清	氯化铝有明矾的吸附作用

（1）硫酸铝；氯化铝；
（2）Al³⁺．
分析：根据题意，探究实验欲通过对比实验探明矾溶液中的K⁺、Al³⁺和SO₄^2-三种离子在净水时是哪种离子在起作用；因此注意判断所加试剂对河水的影响及加入试剂的溶液中所含有的离子，并通过所出现现象与溶液中离子的特点，归纳出与净水作用有关的离子．此类问题为近年中考中的难度较大的问题．
点评：此类问题因涉及微观粒子作用或性质的探究，需要较强的分析与归纳能力，因而为近年来侧重能力考查的考试所青睐．