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6.(2025·本溪期中)活性炭常用于净水。以开心果壳为原料可以制备活性炭,使用后的活性炭通过再生处理能够恢复一定的吸附性。
【查阅资料】活性炭对亚甲基蓝和碘的吸附量可以衡量其吸附效果,吸附量越高,吸附效果越好。
Ⅰ.制备开心果壳活性炭流程如下：
【解释与结论】
(1)炭化过程中,使用氮气作为保护气,是因为氮气具有
(2)过筛后可以得到开心果壳活性炭细粉,说明开心果壳活性炭细粉的颗粒直径
Ⅱ.探究影响开心果壳活性炭吸附效果的因素
【进行实验】室温下,称取2 mg 开心果壳活性炭置于250 mL 的锥形瓶中,加入100 mL 一定浓度的亚甲基蓝溶液,密封一段时间后,过滤后测定吸附量。结果如下表：
【解释与结论】
(3)设计①②③⑥⑦实验的目的是
(4)下列亚甲基蓝初始浓度范围中,随亚甲基蓝初始浓度增大,开心果壳活性炭吸附效果变化最大的是
A. 100~150 mg/L
B. 150~200 mg/L
C. 200~250 mg/L
D. 250~300 mg/L
(5)若要证明吸附时间对吸附量有影响,应选择实验
Ⅲ.探究使用后的活性炭的再生效果
【进行实验】用三种不同方法将使用后的活性炭进行再生处理,在其他条件相同的前提下,通过测定碘吸附量比较再生效果。结果如下表：
【解释与结论】
(6)三种方法都能使活性炭再生,判断的理由是
【反思与评价】
(7)某同学进一步设计实验探究发现,升高温度开心果壳活性炭的吸附效果增强。请补全该同学的实验方案:称取2 mg 开心果壳活性炭,置于250 mL 的锥形瓶中,加入100 mL 浓度为 200 mg/L 的亚甲基蓝溶液,
【查阅资料】活性炭对亚甲基蓝和碘的吸附量可以衡量其吸附效果,吸附量越高,吸附效果越好。
Ⅰ.制备开心果壳活性炭流程如下：
【解释与结论】
(1)炭化过程中,使用氮气作为保护气,是因为氮气具有
化学性质不活泼
的性质。(2)过筛后可以得到开心果壳活性炭细粉,说明开心果壳活性炭细粉的颗粒直径
小于
(填“大于”或“小于”)筛子网眼直径。Ⅱ.探究影响开心果壳活性炭吸附效果的因素
【进行实验】室温下,称取2 mg 开心果壳活性炭置于250 mL 的锥形瓶中,加入100 mL 一定浓度的亚甲基蓝溶液,密封一段时间后,过滤后测定吸附量。结果如下表：
【解释与结论】
(3)设计①②③⑥⑦实验的目的是
探究吸附时间相同时,亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响
。(4)下列亚甲基蓝初始浓度范围中,随亚甲基蓝初始浓度增大,开心果壳活性炭吸附效果变化最大的是
D
(填字母)。A. 100~150 mg/L
B. 150~200 mg/L
C. 200~250 mg/L
D. 250~300 mg/L
(5)若要证明吸附时间对吸附量有影响,应选择实验
③④⑤
的数据进行对比。Ⅲ.探究使用后的活性炭的再生效果
【进行实验】用三种不同方法将使用后的活性炭进行再生处理,在其他条件相同的前提下,通过测定碘吸附量比较再生效果。结果如下表：
【解释与结论】
(6)三种方法都能使活性炭再生,判断的理由是
三种方法再生后的活性炭的碘吸附量均比使用后的高
。再生效果最好的是方法2
(填“1”“2”或“3”)。【反思与评价】
(7)某同学进一步设计实验探究发现,升高温度开心果壳活性炭的吸附效果增强。请补全该同学的实验方案:称取2 mg 开心果壳活性炭,置于250 mL 的锥形瓶中,加入100 mL 浓度为 200 mg/L 的亚甲基蓝溶液,
温度高于室温时,吸附30 min,过滤后测定吸附量,吸附量大于149.8 mg/g
。答案
(1)化学性质不活泼 (2)小于 (3)探究吸附时间相同时,亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响
(4)D (5)③④⑤ (6)三种方法再生后的活性炭的碘吸附量均比使用后的高 2 (7)温度高于室温时,吸附30 min,过滤后测定吸附量,吸附量大于149.8 mg/g
解析:(2)过筛的目的是除去大于筛子网眼直径的颗粒。
(5)由实验③④⑤可以得到的结论是在温度、活性炭质量、亚甲基蓝溶液初始浓度、体积等其他条件相同时,吸附时间在30~70 min 范围内,吸附时间越长,开心果壳活性炭吸附效果越好。
(4)D (5)③④⑤ (6)三种方法再生后的活性炭的碘吸附量均比使用后的高 2 (7)温度高于室温时,吸附30 min,过滤后测定吸附量,吸附量大于149.8 mg/g
解析:(2)过筛的目的是除去大于筛子网眼直径的颗粒。
(5)由实验③④⑤可以得到的结论是在温度、活性炭质量、亚甲基蓝溶液初始浓度、体积等其他条件相同时,吸附时间在30~70 min 范围内,吸附时间越长,开心果壳活性炭吸附效果越好。
解析
【分析】
本题围绕活性炭的制备与吸附效果探究展开，需结合物质性质、实验控制变量法等知识解题：
1. 第(1)题：氮气作保护气，需利用其化学性质稳定的特点，防止炭化时活性炭被氧化，回忆氮气的化学性质即可解答。
2. 第(2)题：过筛的原理是颗粒直径小于筛子网眼才能通过，因此细粉能过筛说明其直径小于网眼，结合过滤的基本原理分析。
3. 第(3)题：实验设计需用控制变量法，分析①②③⑥⑦的变量：吸附时间相同，仅亚甲基蓝初始浓度不同，因此探究的是该浓度对吸附效果的影响，明确控制变量法的应用。
4. 第(4)题：需对比各浓度区间吸附量的变化幅度，找出变化最大的区间，结合实验数据的变化趋势判断。
5. 第(5)题：探究吸附时间的影响，需控制其他条件不变，仅改变吸附时间，找到变量为吸附时间的实验组，利用控制变量法筛选。
6. 第(6)题：判断再生效果需对比再生前后的碘吸附量，吸附量越高效果越好，对比三种方法的吸附量得出结论。
7. 第(7)题：探究温度的影响，需控制温度为变量，其他条件与之前实验一致，补充实验的温度条件和操作步骤，遵循控制变量原则。
【解析】
(1) 氮气的化学性质不活泼，在炭化过程中不易与活性炭等物质发生反应，可作为保护气防止活性炭被氧化，故填化学性质不活泼。
(2) 过筛时，颗粒能通过筛子网眼得到细粉，说明开心果壳活性炭细粉的颗粒直径小于筛子网眼直径，故填小于。
(3) 实验①②③⑥⑦中，吸附时间、活性炭质量等条件均相同，仅亚甲基蓝初始浓度不同，因此设计这些实验的目的是探究吸附时间相同时，亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响。
(4) 分析各浓度区间的吸附量变化，250~300 mg/L区间的吸附量变化最大，故选D。
(5) 要证明吸附时间对吸附量的影响，需控制亚甲基蓝初始浓度、活性炭质量等其他条件相同，仅吸附时间不同，实验③④⑤符合要求，故填③④⑤。
(6) 三种方法再生后的活性炭碘吸附量均比使用后的高，说明三种方法都能使活性炭再生；对比三种方法的碘吸附量，方法2的吸附量最高，故再生效果最好的是方法2。
(7) 探究温度对吸附效果的影响，需控制温度为变量，其他条件与之前实验一致，因此补充：温度高于室温时，吸附30 min，过滤后测定吸附量，吸附量大于149.8 mg/g。
【答案】
(1)化学性质不活泼 (2)小于 (3)探究吸附时间相同时，亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响 (4)D (5)③④⑤ (6)三种方法再生后的活性炭的碘吸附量均比使用后的高；2 (7)温度高于室温时，吸附30 min，过滤后测定吸附量，吸附量大于149.8 mg/g
【知识点】
控制变量法、氮气的化学性质、活性炭的吸附性
【点评】
本题以活性炭的制备与吸附效果探究为背景，考查化学实验探究的核心方法（控制变量法）及物质性质的应用，注重学生的实验分析与逻辑推理能力，是初中化学实验探究类的典型题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕活性炭的制备与吸附效果探究展开，需结合物质性质、实验控制变量法等知识解题：
1. 第(1)题：氮气作保护气，需利用其化学性质稳定的特点，防止炭化时活性炭被氧化，回忆氮气的化学性质即可解答。
2. 第(2)题：过筛的原理是颗粒直径小于筛子网眼才能通过，因此细粉能过筛说明其直径小于网眼，结合过滤的基本原理分析。
3. 第(3)题：实验设计需用控制变量法，分析①②③⑥⑦的变量：吸附时间相同，仅亚甲基蓝初始浓度不同，因此探究的是该浓度对吸附效果的影响，明确控制变量法的应用。
4. 第(4)题：需对比各浓度区间吸附量的变化幅度，找出变化最大的区间，结合实验数据的变化趋势判断。
5. 第(5)题：探究吸附时间的影响，需控制其他条件不变，仅改变吸附时间，找到变量为吸附时间的实验组，利用控制变量法筛选。
6. 第(6)题：判断再生效果需对比再生前后的碘吸附量，吸附量越高效果越好，对比三种方法的吸附量得出结论。
7. 第(7)题：探究温度的影响，需控制温度为变量，其他条件与之前实验一致，补充实验的温度条件和操作步骤，遵循控制变量原则。
【解析】
(1) 氮气的化学性质不活泼，在炭化过程中不易与活性炭等物质发生反应，可作为保护气防止活性炭被氧化，故填化学性质不活泼。
(2) 过筛时，颗粒能通过筛子网眼得到细粉，说明开心果壳活性炭细粉的颗粒直径小于筛子网眼直径，故填小于。
(3) 实验①②③⑥⑦中，吸附时间、活性炭质量等条件均相同，仅亚甲基蓝初始浓度不同，因此设计这些实验的目的是探究吸附时间相同时，亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响。
(4) 分析各浓度区间的吸附量变化，250~300 mg/L区间的吸附量变化最大，故选D。
(5) 要证明吸附时间对吸附量的影响，需控制亚甲基蓝初始浓度、活性炭质量等其他条件相同，仅吸附时间不同，实验③④⑤符合要求，故填③④⑤。
(6) 三种方法再生后的活性炭碘吸附量均比使用后的高，说明三种方法都能使活性炭再生；对比三种方法的碘吸附量，方法2的吸附量最高，故再生效果最好的是方法2。
(7) 探究温度对吸附效果的影响，需控制温度为变量，其他条件与之前实验一致，因此补充：温度高于室温时，吸附30 min，过滤后测定吸附量，吸附量大于149.8 mg/g。
【答案】
(1)化学性质不活泼 (2)小于 (3)探究吸附时间相同时，亚甲基蓝初始浓度对开心果壳活性炭吸附效果的影响 (4)D (5)③④⑤ (6)三种方法再生后的活性炭的碘吸附量均比使用后的高；2 (7)温度高于室温时，吸附30 min，过滤后测定吸附量，吸附量大于149.8 mg/g
【知识点】
控制变量法、氮气的化学性质、活性炭的吸附性
【点评】
本题以活性炭的制备与吸附效果探究为背景，考查化学实验探究的核心方法（控制变量法）及物质性质的应用，注重学生的实验分析与逻辑推理能力，是初中化学实验探究类的典型题目。
【难度系数】
0.5
