活动演练
兴趣小组同学在制作简易净水器过程中，为研究净水效果，进行了下列几组实验。
资料：Ⅰ.明矾是一种常见的混凝剂，溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。
Ⅱ.浑浊度用以表示浑浊程度，浑浊度越低代表水质越好。
【进行实验】
实验1：分别用等量不同材料装填装置（见图），对100 mL河水（预先滴入1滴红墨水）进行净化。实验记录如下：
| 实验序号 | 净水材料 | 净水效果 |
| --- | --- | --- |
| 1-1 | 小卵石 | 净化速度快，水样浑浊，仍为红色 |

续表
| 实验序号 | 净水材料 | 净水效果 |
| --- | --- | --- |
| 1-2 | 石英砂 | 净化速度较慢，水样较澄清，仍为红色 |
| 1-3 | 活性炭 | 净化速度很慢，水样澄清，一段时间后，出现浅红色 |
实验2：分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如下：
| 实验序号 | 2-1 | 2-2 |
| --- | --- | --- |
| 实验装置 | | |
| 河水通过活性炭层的方式 | 自上而下 | 自下而上 |
| 净水效果 | μlticolumn{2}{c}{实验2-2比实验2-1净化后的水更清澈} |
实验3：取100 mL河水，测定初始水样的浑浊度为670 NTU（散射浑浊度单位）。采用不同的方法分别对水样进行处理，测定水样的浑浊度。实验记录如下：
| 实验序号 | 3-1 | 3-2 | 3-3 | 3-4 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 操作 | 静置1 h | 加入明矾 | 使用滤纸进行过滤 | 使用自制净水器（如图）处理 |
| 浑浊度/NTU | 256 | 143 | 55 | 43 |

【解释与结论】
(1)实验1的目的是。
(2)实验1-3中，活性炭的作用是。
(3)由实验2可以得到的结论是。
(4)实验3-2中，加入明矾后水样的浑浊度低于670 NTU的原因是。
【反思与评价】
(5)依据实验数据，能得出“其他条件相同时，使用自制净水器处理等量水样比使用滤纸进行过滤净化效果更好”的结论，其证据是。
(6)如图为某同学设计的一款简易净水器，为了得到较好的净水效果，入水口应为（填“A”或“B”）。

(1)在净水材料用量、河水体积等条件相同时，比较不同净水材料的净化效果
(2)过滤和吸附
(3)在河水流量、活性炭用量等其他条件相同时，水自下而上比自上而下通过活性炭层净水效果好
(4)明矾可以使水中悬浮的杂质较快沉降
(5)初始水样的浑浊度相同，实验3-4比3-3中净化后的水样浑浊度低
(6)B

【分析】
要解决这道题，需结合实验设计的控制变量原则、净水材料的作用及实验数据/现象分析结论：
1. 实验1控制了河水体积、净水材料用量等相同，变量为不同净水材料，目的是比较不同材料的净化效果；
2. 活性炭兼具过滤不溶性杂质和吸附色素的作用，对应实验1-3的现象；
3. 实验2变量是水通过活性炭的方向，需对比两组的净化效果得出结论；
4. 明矾的作用是吸附沉降悬浮物，使浑浊度降低；
5. 对比自制净水器和滤纸过滤的效果，需看相同初始水样处理后的浑浊度数据；
6. 简易净水器需让水与各层材料充分接触，因此入水口应在下方，延长接触时间提升净化效果。
【解析】
(1) 实验1中，除净水材料不同外，河水体积、材料装填量等其他条件均相同，因此目的是在净水材料用量、河水体积等条件相同时，比较不同净水材料的净化效果；
(2) 活性炭具有疏松多孔结构，可过滤水中不溶性杂质，同时能吸附色素（实验1-3中水样澄清后出现浅红色，说明吸附了部分色素），故作用为过滤和吸附；
(3) 实验2中，河水流量、活性炭用量等条件相同，仅水通过活性炭层的方向不同，实验结果显示自下而上通过时净化效果更好，因此结论是在河水流量、活性炭用量等其他条件相同时，水自下而上比自上而下通过活性炭层净水效果好；
(4) 根据资料，明矾是混凝剂，溶于水后吸附水中悬浮物并使其沉降，因此加入明矾后水样中杂质减少，浑浊度低于初始的670 NTU；
(5) 要证明自制净水器比滤纸过滤效果好，需对比相同初始水样处理后的浑浊度：实验3中，3-3（滤纸过滤）浑浊度为55 NTU，3-4（自制净水器）浑浊度为43 NTU，因此证据是初始水样的浑浊度相同，实验3-4比3-3中净化后的水样浑浊度低；
(6) 简易净水器中，各层净水材料需让水充分接触才能提升净化效果，若水从下方B口进入，向上流动经过各层材料，接触时间更长，净化更彻底，故入水口为B。
【答案】
(1)在净水材料用量、河水体积等条件相同时，比较不同净水材料的净化效果
(2)过滤和吸附
(3)在河水流量、活性炭用量等其他条件相同时，水自下而上比自上而下通过活性炭层净水效果好
(4)明矾可以使水中悬浮的杂质较快沉降
(5)初始水样的浑浊度相同，实验3-4比3-3中净化后的水样浑浊度低
(6)B
【知识点】
水的净化、实验探究（控制变量法）
【点评】
本题结合简易净水器的实验探究，考察净水方法的作用及实验分析能力，需通过控制变量对比实验数据得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.6