爱华网【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+、SO42-。
【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：SO42-能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想4：K+、Al3+、SO42-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SO42-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？[注意：若答对本小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。]
（填“同意”或“不同意”），理由是题型：实验题难度：中档来源：不详
【得出结论】②（1分） ①（1分） 3（1分）
【交流反思】（1）不支持（1分）
若Al3+、SO42-均能净水，仅靠实验②和③无法得出正确结论（2分）（叙述合理即可）
（2）能（1分）
（3）不同意（2分）活性炭的作用过程是物理，明矾则是化学变化（2分）
或 同意（2分）都是利用具有较大表面积的物质产生吸附作用（2分）
试题分析：【得出结论】实验②加入的硫酸钠中含SO42-，且实验现象为仍浑浊；可说明硫酸根离子无净水作用。实验①加入了氯化钾且现象为仍浑浊，可说明K+无净水作用；猜想1成立。
【交流反思】（1）若Al3+、SO42-均能净水，仅靠实验②和③无法得出正确结论。所以应完成实验①和④。
（2）因实验②已说明硫酸根离子无净水作用。和实验④结合即可说明Al3+有净水作用。所以可把实验③省去。
（3）木炭和明矾都是利用具有较大表面积的物质产生吸附作用，二者的作用原理相同。
考点：
考点名称：水的净化定义：
清除水中不好的或不需要的杂质，使水达到纯净的程度。
四种净化水的方法，原理，作用：
吸附，沉淀，过滤，蒸馏，杀菌
吸附：常用明矾和活性炭，明矾溶于水后形成胶状物吸附水中的悬浮物，
活性炭不仅可以吸附水中的悬浮物，还可以吸附在水中有异味的物质和色素
沉淀：水中悬浮物别吸附后形成密度大的颗粒，从而使杂质沉淀
过滤：除去水中不溶性的杂质
蒸馏：除去可溶性杂质的方法
杀菌：常用杀毒剂：漂白粉，氯气以及新型消毒剂二氧化氯等
吸附、沉淀、过滤和蒸馏中单一操作净化程度较高的是蒸馏。综合运用时，按吸附→沉淀→过滤→蒸馏的顺序操作净化效果更好
加絮凝剂（明矾）与活性炭净水的比较：
净化水的方法原理能除去的杂质明矾净水明研溶于水后形成胶状物质，对杂质进行吸附，将微小颗粒吸附在一起形成大的固体颗粒而沉阵下来 不溶于水的微小固体颗粒活性炭净水利用内部疏松多孔的结构来吸附水中的微小颗粒和一些可溶于水的杂质不溶于水的微小固体颗粒和部分能溶于水的杂质以及气味，颜色等自来水厂净化水的过程图及步骤
1、净化过程图
2、自来水净化步骤
①从水库中取水。
②加絮凝剂(主要是明矾)，使悬浮的小颗粒状杂质被吸附凝聚。
③在反应沉淀池中沉降分离，使水澄清
④将沉淀池中流出的较澄清的水通入过滤池中，进一步除去不溶性杂质。
⑤再将水引人活性炭吸附池中，除去水中的臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质。
⑥细菌消毒（常用通入氯气的办法)。它是一个化学变化过程，因为除去病菌的过程.就是把病菌变成其他物质的过程。
⑦杀菌后的水就是洁净、可以饮用的自来水，通过配水泵供给用户，但水中仍然含有可以溶于水的一些杂质，所以还是混合物。考点名称：硬水和软水定义：
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
水的硬度：
水的硬度常用一种规定的标准来衡量，这个标准是：把1L水里含10mgCaO（或相当于10mgCaO）称为1度。硬水和软水的检验：
（1）用肥皂水来检验硬水和软水，把肥皂水滴在水里搅拌，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水
（2）用加热煮沸的方法检验硬水和软水。水加热煮沸时，有较多沉淀的是硬水，不产生沉淀或者产生沉淀较少的是软水。
硬水的软化：
就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
硬水软化的方法：生活中常用煮沸法，工业上常用离子交换法和药剂软化法，实验室常用蒸馏法，蒸馏法是净化程度较高的水，蒸馏时应注意以下几点：
①蒸馏瓶中的液体不能超过其容积的2/3.
②加热时，应在烧瓶中放几粒沸石（或碎瓷片）。
③装置气密性良好
④水银温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近。
使用硬水造成的危害：
饮用水中含有微量的钙、镁成分，对人体健康是有益的。但是，水中含太多的钙、镁成分，对生活和生产都有危害。
①用硬水洗涤，不仅浪费肥皂，而且会在织物上积有肥皂跟钙、镁反应后生成的沉淀，不容易洗干净，还会使纤维变脆、易断。
②硬水有苦涩味，长期饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱，出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
③锅炉用水硬度太大，会产生水垢，这会大大降低锅炉的导热能力，造成燃料的浪费。另外，当水垢爆裂脱落时，会造成炉壁局部受热不均，易引起锅炉爆炸。
离子交换法：
离子交换法是工业生产软化水的重要方法之一。离子交换法的原理:离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团(一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子)，当含钙、镁离子较高的硬水经过离子交换树脂时，离子交换树脂即可以释放出钠离子，其功能基团与钙、镁离子结合。这样水中的钙、镁离子含量下降，水的硬度降低，硬水即可被软化为软水。离子交换法的流程为：工作(即交换)、反洗、再生、清洗四个过程。 考点名称：自然界水的循环定义:
地球表面各种形式的水体是不断相互转化的，水以气态、液态、固态的形式在陆地、海洋和大气间不断循环的过程就是水循环。形成水循环的内因是水在通常环境条件下气态、液态、固态易于转化的特性，外因是太阳辐射和重力作用，为水循环提供了水的物理状态变化和运动能量。
水的循环示意图：
水循环意义:
水循环类型发生空间循环过程及环节特点 水循环的意义 海陆间大循环 海洋与陆地之间①蒸发②水汽输送③降水④地表径流⑤下渗⑥地下径流最重要的水循环类型，使陆地水得到补充，水资源得以再生①维持了全球水的动态平衡，使全球各种水体处于不断更新状态海上内循环 海洋与海洋上空之间①蒸发②降水 携带水量最大的水循环，是海陆间大循环的近十倍②使地表个圈层之间，海陆之间实现物质迁移和能量交换陆地循环 陆地与陆地上空之间①蒸发②植物蒸腾③降水补充陆地水体的少量为数很少③影响全球的气候和生态④塑造者地表形态考点名称：海水淡化
海水淡化：
即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
1. 蒸馏-冷凝法，装置如下图。
(1)实验仪器药品：酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台、烧杯、胶头滴管、海水、
硝酸银溶液
(2)步骤：
1）按上图组装仪器，并检查装置气密性
2）像a试管中加入5—10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热；一段时间后a试管中溶液沸腾，b中逐渐有无色透明液体生成。
3）一段时间后拆除装置，向B试管滴加硝酸银，无白色沉淀产生。
(3)结论：蒸馏能使海水淡化。
2. 膜分离技术淡化海水：
膜法淡化海水是利用一种只允许水分子通过而不允许盐类的离子通过的高分子膜，像过筛子一样把水和溶解在海水中的盐分离的方法，其原理是将海水加压，海水中的水分子通过淡化膜，从而使海水得到淡化。
3. 结晶法
是在海水中加入极易挥发的物质丁烷，丁烷挥发带走海水的热量使海水结冰，从而使海水和盐分分离。
