桃源文昌中学冯宗林对明矾净水实验的改进设计

对“明矶净水实验”的改进设计桃源县文昌中学冯宗林一、改进背景：2001人教版九年级化学（上）第55页“活动与探究”和2012人教版九年级化学（上） 第75页“实验4 1”中都这样说到：取 3个烧杯，各盛大半烧杯浑浊的天然水（湖水、河 水或井水等），向其中2个烧杯中各加入3药匙明矶粉末，搅拌溶解后，静置，观察现象。 教学中，按此进行多次实验，15分钟内根本看不到杂质沉降，与不加明矶没有两样。 对此，实验提出四点质疑：（1）“3个烧杯”应该是什么规格？因为不同烧杯中“大半烧杯天然水”的体积就会相 差很远，这会影响净水的效果。（2）“3药匙明矶”是准确定量概念吗？（3）按此方法净水，你敢喝吗？通过对净水中加入明矶的量进行了资料查阅，发现自来水净水时加入明矶的量约为0.5%;人摄入Al3+过多还会导致人智力下降。（4） 若按教材数据让学生实验， 是否会让学生产生误解一一 “净水明矶加得越多越好，净水速度越快！ ”。若按此方法指导灾区进行净水，那不是在坑老百姓吗？不是与 “化学让生活变得更绚丽多彩”的忠旨背道而驰吗？二、改进目的：1、通过改进，使明矶净水的实验现象更明显。首先使净水更快，二是节约药品，三是 避免让学生产生误解。四是为教师今后演示此实验提供参考依据。2、改进实验室“明矶净水”实验中明矶与水的合适定量；3、对学生进行 化学来源于生活，化学服务生活 ”的理念熏陶，增强学习兴趣。三、仪器与用品：200mL烧杯4只（分别编号1、2、3、4）、玻璃棒、明矶（先用研钵研碎装瓶）、20%Na2CQ 溶液、泥沙三、实验操作：1、人工配制泥沙水（配制方法如下：取25克泥沙，加入1000 mL自来水，充分搅拌,静置待大颗粒沉淀后，取上层悬浊液备用）。2、取编号为1、2、3、4的烧杯，各加入100 mL的泥沙水。向2中加入3药匙明矶，3、 4烧杯中分别加入 0. 1g（约黄豆大小）明矶，搅拌后，4号烧杯再滴入约1mL滴20%的NazCQ 溶液，搅拌，静置，观察。实验现象：2至3分钟后，1、2、3烧杯无明显现象，4号烧杯迅速变澄清。如下图：四、注意事项1. 净水时间的快慢与明矶、Na2CO3的用量有关。Na2CC3的量过多、过少都不利于明矶的净水，用明矶净泥沙水的最佳比值为：水（mL）：明矶（g）: 20% Na2CQ （ mL）为100mL： 0. 1g： 1 mL。（说明：0.1g明矶约为黄豆大小）2由于各地泥沙成分不一，配制出的泥沙水浑浊度不同，本实验所用泥沙水越浑，效 果越好。3. 明矶KAl （SC4）2 12出0,是一个复盐，完全电离生成 A|3+,人产水解生成Al （OH） 3 是胶体，胶粒带正电，而泥沙等微粒带负电，二者发生聚沉，即杂质沉淀下来，水变清。4. 充分溶解后，再加 Na2CQ溶液，搅拌35下，即可。保持静置，不要经常搅动，否 则不利于沉淀的形成。五、改进的意义：1、加入苏打Na2CC3溶液可调节水的酸碱性，有利于明矶水解，缩短净水时间，更适合教师课堂演示操作；减少明矶的用量后， 能有效地降低水中铝元素的含量，更符合国家饮用水标准，更环保健康；2、 初步找到明矶和水之间的定量关系。以人工配制的水为例是：100 mL人工配制泥沙 水中，加入0. 1g明矶，用1m L 20%的NazCQ溶液调节酸碱度净化效果最好（实验室也可 用氢氧化钠溶液，只量少一半）；3、增强教材实验的实践性，科学性，严谨性。