Question

在6月5日“世界環境日：活動中，某舉小組對生產及生活廢水進行了探究．
（1）第一小組同學在學校附近的一家化工廠調查，發現該廠在生產過程中用到了硫酸．
猜想：該工廠排放的廢水呈酸性．
設計實驗：______．
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．若改用跟該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⁺、SO₄²⁺．
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

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

實驗的目的	使用的試劑
Al3+是否有凈水作用

Answer 1

解：（1）因為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．故答案為：取少量樣品于試管中，滴入紫色石蕊試液，試液變成紅色
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80 98
若改成相同質量的氫氧化鉀，則有
2KOH+H₂SO₄=K₂SO₄+2H₂O
112 98
可以看出消耗相同質量的硫酸，需要氫氧化鉀的質量多，故硫酸有剩余，溶液呈酸性，所以其PH小于7，所以本題答案為：pH＜7．
（2）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，硫酸鋁溶液中含有鋁離子和硫酸根離子，硫酸鋁溶液能夠凈化水，可能是鋁離子具有凈化水的作用，也可能是硫酸根離子具有凈化水的作用；Al₂（SO₄）₃中的Al³⁺、SO₄²有一種或兩種離子有凈水性．為了證明鋁離子具有凈化水的作用，可以用氯化鋁凈化水，結果是氯化鋁能夠凈化水，說明鋁離子具有凈水作用．為了讓明硫酸根離子是否具有凈化水的作用，可以用硫酸鉀，硫酸鉀中含有鉀離子和硫酸根離子，鉀離子不具有凈水作用，因此可通過水是否澄清驗證硫酸根離子的凈水作用．
故答案為：（1）取少量樣品于試管中，滴入紫色石蕊試液，試液變成紅色．＜
（2）

實驗操作	實驗現象	實驗結論
		Al2（SO4）3中的Al3+、SO42有一種或兩種離子有凈水性．

實驗的目的	使用的試劑
	AlCl3
SO42-是否有凈水作用	K2SO4

分析：（1）利用酸堿指示劑可確定溶液的酸堿性；改用氫氧化鉀與硫酸反應要判斷溶液的酸堿性需經過計算．
（2）硫酸鋁能夠凈化水，硫酸鋁在水中能夠離解出的離子是A1³⁺、SO₄^2-．
點評：本題主要考查酸堿中和反應，凈化水的試劑中哪種離子具有凈化水的作用，設計實驗時要盡量做到嚴謹，可以通過對比實驗解決問題．