教學(xué)案例 九年級(jí)化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)-《明礬凈水》實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

九年級(jí)化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)-------《明礬凈水》實(shí)驗(yàn)改進(jìn)澄江五中李文東【摘要】明礬凈水演示實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)間長(zhǎng)，一般需要20分鐘左右的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的問(wèn)題。一堂課的時(shí)間大約是40分鐘左右,如果單這里就花費(fèi)這么多的時(shí)間,后面的教學(xué)任務(wù)根本就無(wú)法完成,不利于課堂教學(xué)的連續(xù)性，探究改進(jìn)方法:【關(guān)鍵詞】明礬凈水演示實(shí)驗(yàn),需要時(shí)間長(zhǎng),現(xiàn)象不明顯，探究改進(jìn)方法明礬是常用的凈水劑，在依照義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)人教版教科書化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第75頁(yè)演示【實(shí)驗(yàn)4-1】做明礬凈水的實(shí)驗(yàn)時(shí)存在以下兩個(gè)問(wèn)題：發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)間長(zhǎng)，一般需要20分鐘左右的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的問(wèn)題。我們知道一堂課的時(shí)間大約是40分鐘左右,如果單這里就花費(fèi)這么多的時(shí)間,后面的教學(xué)任務(wù)根本就無(wú)法完成,不利于課堂教學(xué)的連續(xù)性。每年上到這里，很糾結(jié)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是做還是不做，做了現(xiàn)象也不明顯。我看了高中課本水解反應(yīng)發(fā)現(xiàn)：明礬凈水是過(guò)去民間采用的方法，它的原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-

而Al3+很容易水解，生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3：Al3++3H2O＝Al(OH)3+3H+（可逆反應(yīng)）因?yàn)闅溲趸X為兩性化合物,當(dāng)溶液PH過(guò)大時(shí),氫氧化鋁以偏鋁酸（H3AlO3）形式而明顯溶解;溶液PH過(guò)小時(shí),氫氧化鋁Al(OH)3以堿形式而溶解.因此鋁鹽在水中水解后,需要在一定的PH范圍內(nèi)才能形成氫氧化鋁沉淀,PH過(guò)小或過(guò)大,氫氧化鋁都不能生成沉淀。明礬溶于水發(fā)生水解后,生成的硫酸使溶液呈酸性,溶液的PH較小,在這種條件下,氫氧化鋁不能出現(xiàn)沉淀.若要使氫氧化鋁出現(xiàn)沉淀,必須降低溶液的酸性,加入堿性物質(zhì)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-在水中會(huì)發(fā)生雙水解,可使溶液中出現(xiàn)Al(OH)3沉淀.但會(huì)產(chǎn)生CO2氣體。反應(yīng)如下：Al3++HCO3-=Al(OH)3+3CO2加多少才能產(chǎn)生大量Al(OH)3呢？通過(guò)大量的調(diào)查和試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)五中附近的天然水大多呈中性，加入明礬水解后顯酸性，不容易產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，而明礬凈水的原理在于其水解產(chǎn)物氫氧化鋁有很強(qiáng)的吸附性，吸附水中的懸浮顆粒，形成沉淀，從而達(dá)到凈水的目的。我結(jié)合我們學(xué)校周圍的自然水進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)方法：?jiǎn)我蛩乜刂品ǎ嗌乘?、明礬量、氫氧化鈉量）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫业矫鞯\凈水的最佳實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.凈水時(shí)間的快慢與明礬、NaOH的用量有關(guān)。NaOH的量過(guò)多、過(guò)少都不利于明礬的凈水，用明礬凈泥沙水的最佳比值為：水（mL）：明礬（g）：10%NaOH（mL）為:100mL：1g：0.4~0.5mL（8~10滴）?？吹矫黠@現(xiàn)象需要2分鐘時(shí)間。（注：明礬的顆粒要小，如果大顆粒要溶解，稍微時(shí)間要長(zhǎng)的）。如果換成Ca(OH)2溶液，其他條件不變，Ca(OH)2溶液的滴數(shù)要15滴（0.75mL）2.同等情況下，飽和Na2CO3溶液、飽和NaHCO3溶液和10%NaOH溶液用量之比為1：2：1，進(jìn)行換算。3.由于一般家庭中沒(méi)有NaOH，故在用明礬凈水時(shí)可加入適量NaHCO3。如果不考慮凈水時(shí)間，0.1g明礬，用10%NaOH溶液或飽和NaHCO3溶液調(diào)節(jié)，其凈水效果都很好。4.由于各地泥沙成分不一，配制出的泥沙水渾濁度不同，本實(shí)驗(yàn)所用泥沙水越渾，效果越好。5、明礬用量不能多，否則用NaHCO3溶液中和，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，不利于沉淀的生成。生活上凈水也不能過(guò)多，否則會(huì)產(chǎn)生鋁污染。注意事項(xiàng)1.所取水樣要明顯渾濁，泥土水更好，如果樹(shù)葉片過(guò)多，可以先初篩一遍，在溶于水。2.加入明礬充分溶解后，再加NaOH溶液，攪拌3~5下，即可。保持靜置，不要經(jīng)常攪動(dòng)，否則不利于沉淀的形成。3.當(dāng)量取的液體體積小于1mL時(shí)，改用滴管量取，本實(shí)驗(yàn)1mL液體大約為20滴。4.水的溫度要求室溫20度左右，過(guò)低需要的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一點(diǎn)。如冬天的水溫低需要的6分鐘。參考資料：高中教材作者簡(jiǎn)介：李文東女1967年出生于云南省澄江縣，1990