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5. [2025 苏州质检]水是生命之源,是人类宝贵的自然资源。絮凝剂常用于水的净化,实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。
【进行实验】
Ⅰ. 配制水样和絮凝剂溶液
配制水样:向 10 L 水中加入 25 g 高岭土,搅拌、静置,取上层液体作为水样。
配制絮凝剂溶液:用 100 mL 水和 5 g 絮凝剂进行配制。
Ⅱ. 探究影响水样净化效果的因素
取水样,向其中加入絮凝剂溶液,搅拌,测定静置不同时间水样的浊度,并计算浊度去除率(浊度去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如下表:
| 序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 水样的体积/mL | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 加入絮凝剂溶液的体积/mL | 0 | 0.2 | 0图1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
| 静置时间/min | 20 | 20 | 20 | 5 | 10 | 15 | 20 | 20 | 20 |
| 浊度去除率/% | 12.48 | 76.54 | 84.60 | 64.45 | 70.85 | 81.04 | 86.02 | 88.15 | 86.49 |
【解释与结论】
(1) 实验②中浊度去除率比实验①高的原因是
(2) 依据实验④~⑦可得出的结论是
(3) 探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是
【反思与评价】
(4) 依据实验数据,不能得出“静置时间相同时,等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大,净化效果越好”的结论,其证据是
【进行实验】
Ⅰ. 配制水样和絮凝剂溶液
配制水样:向 10 L 水中加入 25 g 高岭土,搅拌、静置,取上层液体作为水样。
配制絮凝剂溶液:用 100 mL 水和 5 g 絮凝剂进行配制。
Ⅱ. 探究影响水样净化效果的因素
取水样,向其中加入絮凝剂溶液,搅拌,测定静置不同时间水样的浊度,并计算浊度去除率(浊度去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如下表:
| 序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 水样的体积/mL | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 加入絮凝剂溶液的体积/mL | 0 | 0.2 | 0图1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
| 静置时间/min | 20 | 20 | 20 | 5 | 10 | 15 | 20 | 20 | 20 |
| 浊度去除率/% | 12.48 | 76.54 | 84.60 | 64.45 | 70.85 | 81.04 | 86.02 | 88.15 | 86.49 |
【解释与结论】
(1) 实验②中浊度去除率比实验①高的原因是
加入了絮凝剂
。(2) 依据实验④~⑦可得出的结论是
其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高
。(3) 探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是
①②③(合理答案均可)
(填序号)。【反思与评价】
(4) 依据实验数据,不能得出“静置时间相同时,等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大,净化效果越好”的结论,其证据是
对比实验⑧⑨得出，两组实验中水的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去除率较高
。答案
5.（1）加入了絮凝剂 （2）其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高 （3）①②③(合理答案均可)
（4）对比实验⑧⑨得出，两组实验中水的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去除率较高
〔解析〕（1）由表中数据可知，实验②中加有絮凝剂，故其浊度去除率比①高。（2）由表中数据可知，实验④～⑦中加有等量絮凝剂，但静置时间不同，故可得出的结论是其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高。（3）要想探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果的影响，则变量为加入絮凝剂溶液的体积，其他条件都应相同，故可选择表中实验①②③、②③⑦或⑦⑧⑨等。（4）实验⑧⑨中，水样的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较小，但浊度去除率较高，则无法得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论。
（4）对比实验⑧⑨得出，两组实验中水的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去除率较高
〔解析〕（1）由表中数据可知，实验②中加有絮凝剂，故其浊度去除率比①高。（2）由表中数据可知，实验④～⑦中加有等量絮凝剂，但静置时间不同，故可得出的结论是其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高。（3）要想探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果的影响，则变量为加入絮凝剂溶液的体积，其他条件都应相同，故可选择表中实验①②③、②③⑦或⑦⑧⑨等。（4）实验⑧⑨中，水样的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较小，但浊度去除率较高，则无法得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论。
解析
【分析】
这是一道采用控制变量法的水净化实验探究题，解题核心思路是先明确每组实验的控制条件和唯一变量：
1. 第(1)问：对比实验①和②的差异，发现两组水样体积、静置时间完全一致，唯一区别是实验②加入了絮凝剂溶液，结合浊度去除率越高净化效果越好的信息，就能得出原因。
2. 第(2)问：观察实验④~⑦的所有条件，发现水样体积、加入絮凝剂溶液的体积都完全相同，只有静置时间是变量，对应浊度去除率随静置时间延长逐渐升高，按照控制变量的表述逻辑总结结论即可。
3. 第(3)问：要探究絮凝剂溶液体积对净化效果的影响，必须保证除了“加入絮凝剂溶液的体积”之外，其他所有影响实验的条件（水样体积、静置时间）都完全相同，从表格里筛选符合该要求的实验组即可。
4. 第(4)问：要推翻给定结论，只需要找到一组反例：静置时间、水样体积都相同的前提下，加入絮凝剂溶液体积更大的实验组，浊度去除率反而更低，从表格数据里定位到实验⑧和⑨的对比就可以。
【解析】
(1) 对比实验①和②，其他条件完全一致，实验①未添加絮凝剂，实验②添加了絮凝剂，絮凝剂可以起到吸附净水的作用，因此实验②的浊度去除率更高。
(2) 实验④~⑦中，水样体积均为200mL，加入絮凝剂溶液的体积均为0.4mL，仅静置时间从5min逐步增加到20min，对应的浊度去除率从64.45%逐步升高到86.02%，按照控制变量的表述规则即可总结出对应结论。
(3) 探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果的影响，需控制水样体积、静置时间均相同，仅改变絮凝剂溶液的体积，符合要求的实验组可以是①②③，也可以是⑦⑧⑨等，满足控制变量要求即可。
(4) 观察实验⑧和⑨，两组水样体积均为200mL，静置时间均为20min，实验⑨加入的絮凝剂溶液体积比实验⑧更大，但实验⑨的浊度去除率低于实验⑧的浊度去除率，和题干要推导的结论矛盾，因此无法得出对应结论。
【答案】
(1) 加入了絮凝剂
(2) 其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高
(3) ①②③(合理答案均可)
(4) 对比实验⑧⑨得出，两组实验中水的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去除率较高
【知识点】
控制变量法，水的净化，实验数据分析
【点评】
本题属于基础的化学实验探究题，围绕水的净化中絮凝剂的作用展开，重点考察控制变量法在化学实验探究中的应用，要求学生能准确区分实验中的变量和定量，从数据中归纳规律、找到反例，易错点是第三问容易漏选符合条件的多组实验组，第四问容易找错对应的反例数据。
【难度系数】
0.6
这是一道采用控制变量法的水净化实验探究题，解题核心思路是先明确每组实验的控制条件和唯一变量：
1. 第(1)问：对比实验①和②的差异，发现两组水样体积、静置时间完全一致，唯一区别是实验②加入了絮凝剂溶液，结合浊度去除率越高净化效果越好的信息，就能得出原因。
2. 第(2)问：观察实验④~⑦的所有条件，发现水样体积、加入絮凝剂溶液的体积都完全相同，只有静置时间是变量，对应浊度去除率随静置时间延长逐渐升高，按照控制变量的表述逻辑总结结论即可。
3. 第(3)问：要探究絮凝剂溶液体积对净化效果的影响，必须保证除了“加入絮凝剂溶液的体积”之外，其他所有影响实验的条件（水样体积、静置时间）都完全相同，从表格里筛选符合该要求的实验组即可。
4. 第(4)问：要推翻给定结论，只需要找到一组反例：静置时间、水样体积都相同的前提下，加入絮凝剂溶液体积更大的实验组，浊度去除率反而更低，从表格数据里定位到实验⑧和⑨的对比就可以。
【解析】
(1) 对比实验①和②，其他条件完全一致，实验①未添加絮凝剂，实验②添加了絮凝剂，絮凝剂可以起到吸附净水的作用，因此实验②的浊度去除率更高。
(2) 实验④~⑦中，水样体积均为200mL，加入絮凝剂溶液的体积均为0.4mL，仅静置时间从5min逐步增加到20min，对应的浊度去除率从64.45%逐步升高到86.02%，按照控制变量的表述规则即可总结出对应结论。
(3) 探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果的影响，需控制水样体积、静置时间均相同，仅改变絮凝剂溶液的体积，符合要求的实验组可以是①②③，也可以是⑦⑧⑨等，满足控制变量要求即可。
(4) 观察实验⑧和⑨，两组水样体积均为200mL，静置时间均为20min，实验⑨加入的絮凝剂溶液体积比实验⑧更大，但实验⑨的浊度去除率低于实验⑧的浊度去除率，和题干要推导的结论矛盾，因此无法得出对应结论。
【答案】
(1) 加入了絮凝剂
(2) 其他条件相同的情况下，静置时间越长，浊度去除率越高
(3) ①②③(合理答案均可)
(4) 对比实验⑧⑨得出，两组实验中水的体积与静置时间都相同，⑧中加入絮凝剂溶液的体积较少，浊度去除率较高
【知识点】
控制变量法，水的净化，实验数据分析
【点评】
本题属于基础的化学实验探究题，围绕水的净化中絮凝剂的作用展开，重点考察控制变量法在化学实验探究中的应用，要求学生能准确区分实验中的变量和定量，从数据中归纳规律、找到反例，易错点是第三问容易漏选符合条件的多组实验组，第四问容易找错对应的反例数据。
【难度系数】
0.6
