教学案例 九年级化学演示实验的改进-《明矾净水》实验改进

九年级化学演示实验的改进-------《明矾净水》实验改进澄江五中李文东【摘要】明矾净水演示实验,发现该实验需要的时间长，一般需要20分钟左右的时间,实验现象不明显的问题。一堂课的时间大约是40分钟左右,如果单这里就花费这么多的时间,后面的教学任务根本就无法完成,不利于课堂教学的连续性，探究改进方法:【关键词】明矾净水演示实验,需要时间长,现象不明显，探究改进方法明矾是常用的净水剂，在依照义务教育课程标准人教版教科书化学九年级上册第75页演示【实验4-1】做明矾净水的实验时存在以下两个问题：发现该实验需要的时间长，一般需要20分钟左右的时间,实验现象不明显的问题。我们知道一堂课的时间大约是40分钟左右,如果单这里就花费这么多的时间,后面的教学任务根本就无法完成,不利于课堂教学的连续性。每年上到这里，很纠结，这个实验是做还是不做，做了现象也不明显。我看了高中课本水解反应发现：明矾净水是过去民间采用的方法，它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-

而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：Al3++3H2O＝Al(OH)3+3H+（可逆反应）因为氢氧化铝为两性化合物,当溶液PH过大时,氢氧化铝以偏铝酸（H3AlO3）形式而明显溶解;溶液PH过小时,氢氧化铝Al(OH)3以碱形式而溶解.因此铝盐在水中水解后,需要在一定的PH范围内才能形成氢氧化铝沉淀,PH过小或过大,氢氧化铝都不能生成沉淀。明矾溶于水发生水解后,生成的硫酸使溶液呈酸性,溶液的PH较小,在这种条件下,氢氧化铝不能出现沉淀.若要使氢氧化铝出现沉淀,必须降低溶液的酸性,加入碱性物质NaOH溶液或Ca(OH)2溶液或Na2CO3溶液或NaHCO3溶液，如果加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液，Al3+、HCO3-、CO32-在水中会发生双水解,可使溶液中出现Al(OH)3沉淀.但会产生CO2气体。反应如下：Al3++HCO3-=Al(OH)3+3CO2加多少才能产生大量Al(OH)3呢？通过大量的调查和试验，我们发现五中附近的天然水大多呈中性，加入明矾水解后显酸性，不容易产生氢氧化铝胶体，而明矾净水的原理在于其水解产物氢氧化铝有很强的吸附性，吸附水中的悬浮颗粒，形成沉淀，从而达到净水的目的。我结合我们学校周围的自然水进行探究：实验方法：单因素控制法（泥沙水量、明矾量、氢氧化钠量）实验目的：找到明矾净水的最佳实验条件实验结论：1.净水时间的快慢与明矾、NaOH的用量有关。NaOH的量过多、过少都不利于明矾的净水，用明矾净泥沙水的最佳比值为：水（mL）：明矾（g）：10%NaOH（mL）为:100mL：1g：0.4~0.5mL（8~10滴）。看到明显现象需要2分钟时间。（注：明矾的颗粒要小，如果大颗粒要溶解，稍微时间要长的）。如果换成Ca(OH)2溶液，其他条件不变，Ca(OH)2溶液的滴数要15滴（0.75mL）2.同等情况下，饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液和10%NaOH溶液用量之比为1：2：1，进行换算。3.由于一般家庭中没有NaOH，故在用明矾净水时可加入适量NaHCO3。如果不考虑净水时间，0.1g明矾，用10%NaOH溶液或饱和NaHCO3溶液调节，其净水效果都很好。4.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。5、明矾用量不能多，否则用NaHCO3溶液中和，会产生二氧化碳气体，不利于沉淀的生成。生活上净水也不能过多，否则会产生铝污染。注意事项1.所取水样要明显浑浊，泥土水更好，如果树叶片过多，可以先初筛一遍，在溶于水。2.加入明矾充分溶解后，再加NaOH溶液，搅拌3~5下，即可。保持静置，不要经常搅动，否则不利于沉淀的形成。3.当量取的液体体积小于1mL时，改用滴管量取，本实验1mL液体大约为20滴。4.水的温度要求室温20度左右，过低需要的时间会长一点。如冬天的水温低需要的6分钟。参考资料：高中教材作者简介：李文东女1967年出生于云南省澄江县，1990