没有水就没有生命,自然界中的水丰富多样。下面是某中学一研究小
没有水就没有生命,自然界中的水丰富多样。下面是某中学一研究小组在研究水时所记录的实验现象,请根据已学知识解释。
(1)雷雨天后,一同学取一杯外观浑浊的河水,他在水中加了几颗明矾晶体,搅拌后不一会儿,就变澄清透明,杯底有沉淀物。沉淀物的主要成分是___________,加明矾晶体搅拌后变澄清透明的原因是_________________________________。
(2)某同学家附近有一口老井,井中之水冬天温热、夏天冰凉,清澈无比。他从井中取了一杯清澈的井水到实验室里,加了几滴明矾溶液。结果观察到白色浑浊、少量无色气泡产生等现象。推测这口老井水为什么会有“冬温夏凉”的现象?清澈的井水中加明矾为什么会产生沉淀和气泡?
(3)假期时某同学到一农村的亲戚家去度假,由于那里还没装自来水,日常用水都是从村边的一口井里取来的。有一次他偶然发现,头一天取回的清澈井水表面产生了一层暗红色的“锈皮”,水桶底下还沉积有少量泥沙似的杂质。此后,他天天观察,原来这个现象天天都存在。经过分析他提出了一个假设, 并取样回到学校实验室里进行了验证,证实了自己的假设。请你推测井水中可能含有较多的金属离子是___________,你认为该同学可以用什么方案验证所提出的假设______________________。
(1)Al(OH)3和硅酸盐等 明矾中Al3+水解产生Al(OH)3胶状物吸附水中悬浮物 (2)因井水的温度相对恒定;明矾中Al3+与水中
、
发生水解生成Al(OH)3沉淀和CO2气体。(3)Fe2+ 取新鲜水样,加入KSCN溶液,不显红色,再加几滴氯水,显红色,即可得证
解析:(1)浑浊的河水可以看成是含有一些泥沙杂质的悬浊液,当加入明矾后,明矾电离出来的Al3+会水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体颗粒具有较强的吸附作用,易吸附泥沙等杂质凝聚成较大颗粒而形成沉淀,从而使水变清。所以产生的沉淀物主要是“氢氧化铝和硅酸盐等”;原因是“铝离子水解生成氢氧化铝胶粒吸附泥沙产生沉淀”。
(2)井水是地下水,从地下深层流出的水会保持恒定的温度,在夏天里由于气温较高,井水比气温低,人接触井水时会感到一股凉爽的感觉;冬天里由于气温低,井水比气温高,人接触井水时就会有温暖的感觉。估计这口井流出的地下水中含有一定量的
、
等离子,当加入明矾时,Al3+可跟
、
等发生水解反应:
Al3++3
====Al(OH)3↓+3CO2↑
所以,产生的沉淀是氢氧化铝沉淀,气体是二氧化碳。
(3)水中能产生“锈皮”,必定含有铁元素。但刚取上的井水清澈无色,过了相当长时间后才产生暗红色的“锈皮”,说明这种井水不可能含有三价铁离子。联系所学化学知识可推测这种水可能含有一定量的亚铁离子,亚铁离子在空气中氧化后易转化为氢氧化铁而产生红棕色的“锈皮”。
实验方案:第一步,取一新鲜的水样,加入1 mol·L-1 KSCN溶液,不变红色(证明水中不含Fe3+)。第二步,另取一新鲜的水样,先滴加几滴氯水,再加入1 mol·L-1 KSCN溶液,变红色。
综合起来可得出,该井水中含有Fe2+。