[转帖]趣味研究：神奇的明矾和活性炭
萧山区高桥小学 六（1）班 倪阳 指导老师：张青青
【我的思考】
水，我们的生命之源。在我们身旁，处处流动着水的气息：是那股溪水流过芦苇荡的“嗖嗖”声，令我听到了水的声音；是那场倾盆大雨时一朵朵晶莹的水花，让我看到了水的模样，可是在大自然的过滤器中，那些水不免会染上一些灰尘，细菌与杂质，但当我们拧开自来水龙头，流出来的竟是如此纯净的水，用清澈透明这一词来形容还不够尽呢!
这究竟是怎么回事呢？这之间到底经过了怎样一道神秘的工程呢？难不成是一位顶尖魔术师把水变得这般清澈？这当然是不可能的。我被这个问题一直困扰着。但我那颗好奇心却越来越浓郁，越来越贪婪，一直没让我放弃对这个不解之谜的探索。终于，功夫不负有心人，一个小小的蛛丝马迹从我的耳朵传入了大脑：这几天，奶奶突然心血来潮要做年糕喽，听妈妈说呀，做年糕的水盆里一定得放几粒明矾或活性炭。一听到这里，我的大脑中突然间有了点思路，难道这个明矾与活性炭就是让水变得纯净的秘密武器。这个时候我想到了老师说过验证猜想的最好方法就是做实验，于是我开始了我的“伟大”实验！
【实验串串烧】
实验一
研究问题：明矾和活性炭到底能不能使水变得清澈？
我的猜想：明矾和活性炭应该是能让水得以净化的化学元素吧，把年糕放进去，做的时候才不会在年糕上沾上杂质呀灰尘什么的，让我们吃起来更加健康。
实验材料：1.三只烧杯 2.三杯泥浆水 3.一小块明矾和一小块活性炭（外加一双大大的火眼金睛）。
开始实验： 激情澎湃的一刻终于开始了。我的那颗好奇心还等不及实验的开始就已经喜不自胜了。我小心翼翼地将一小块明矾放入了一杯泥浆水中，只听见“扑通”一声，我的心似乎也被什么扯了一下，猛地一震。明矾蓦地消失在了那杯泥浆水中，我的心充满了激动，又夹杂着一丝担心。终于奈何不住了，我拿来一根筷子，不管三七二十一插入了那杯放了明矾的泥浆水中，快速地搅拌了起来，泥浆水一片浑浊。水被我搅出了一阵阵漩涡，明矾在余旋中完全溶解了，漩涡也在我拿出筷子的半晌内消失了，我的猜想在泥浆水中忽隐忽现。奇迹从那一刻起渐渐从雾里看花中锋芒毕露，看吧，泥浆水清晰起来了，从上到下，从上到下，从朦胧到完全清晰，最后在整个杯体中透明了，杂质，灰尘全部沉置杯底，神奇，太神奇了，我见证了在我以前从未见过的最奇妙的“魔术”。和另一杯比较，如果没有亲眼见识过的人简直难以置信这是两个“同胞兄弟”,最令我百思不得其解的还是那色彩的巨大转变，眼睁睁看着那浑浊，灰褐色的泥浆水变成了无色晶莹的液体，当时的感受真是只可意会不可言传。活性炭同样让我感受到了与明矾效果不相上下的乐趣。为了能让大家清楚地看见它们的神奇魔力，我特意给你们准备了下表，请看！
实验记录单：
实验材料
时间 |
加了明矾的泥浆水 |
加了活性炭的泥浆水 |
没加东西的泥浆水 |
一分钟后 |
水比较浑浊，一些细小的泥浆颗粒还漂浮在水中，较大颗粒沉淀杯底 |
水变黑，并且依然浑浊，活性炭一部分浮在水面，一部分沉入杯底。 |
水非常浑浊，小部分泥浆沉淀杯底。 |
一小时后 |
水有点浑浊，细小颗粒开始凝聚，小部分颗粒已凝聚成较大颗粒沉淀杯底。 |
水渐渐变清澈，一些细小的泥浆颗粒吸附在活性炭上。 |
水比较浑浊，小部分泥浆沉淀杯底。 |
五小时后 |
水比较清澈，大部分细小颗粒都已凝聚成较大颗粒沉淀杯底，其余杂质也在慢慢凝聚。 |
水比较清澈，大部分颗粒都被活性炭吸附，只有小部分颗粒漂浮在水中。 |
水轻度浑浊，大约一半泥浆沉淀杯底。 |
十小时后 |
水非常清澈，大量泥浆沉置杯底，但水中还有小部分凝絮物。 |
水非常清澈，所有泥浆都吸附在活性炭上。 |
水有点浑浊，大约一半泥浆沉淀杯底。 |
实验结论：
在泥浆水中加入明矾或活性炭都能使泥浆水变得清澈透明，并且从实验中发现，加入明矾的泥浆水经过十小时后，会有一些白色絮状物漂浮在水中，而且一部分明矾在实验的十小时后会在水中溶解。加入活性炭的泥浆水经过十小时后，大量泥浆颗粒都吸附在活性炭上，但活性炭却不会被水溶解。唉，这两位说是同胞兄弟但却是如此名不符实！
这两个小家伙都好厉害啊，那哪个本领更高一点呢？那双早已痒痒了的手还等不及我的好奇心再多想一会儿，我又马上情不自禁的做起了第二个实验。
实验二
研究问题：相同量的明矾和活性炭哪个能让水变得更清澈？
我的猜想：我觉得应该是明矾本领更高些，你看活性炭黑不溜秋的，虽然也能使水变得清澈透明，但恐怕有点危险喽！
实验材料：1、两杯泥浆水； 2、10克的明矾和10克的活性炭
实验记录单：
实验材料
时间 |
加了10克明矾的泥浆水 |
加了10克活性炭的泥浆水 |
十分钟 |
水比较浑浊，一些细小的泥浆颗粒还漂浮在水中，较大颗粒沉淀杯底 |
水变黑，并且依然浑浊，活性炭一部分浮在水面，一部分沉入杯底。 |
五小时 |
水比较清澈，大部分细小颗粒都已凝聚成较大颗粒沉淀杯底，其余杂质也在慢慢凝聚。 |
水渐渐变清澈，一些细小的泥浆颗粒吸附在活性炭上。 |
十小时 |
水非常清澈，泥浆全部沉置杯底，但水中还有小部分凝絮物。 |
水比较清澈，大部分颗粒都被活性炭吸附，只有小部分颗粒漂浮在水中。 |
实验结论：
这两杯分别放入10克活性炭和明矾的泥浆水，同样放置了十小时后，我惊奇的发现，虽然放入明矾的那杯泥浆水中，杯子的下方还有许多颗粒凝聚结成的凝絮物在水中漂浮，但它的水质却已经变得异常清澈，简直能和拧开水龙头时流出来的自来水互相媲美了，而放入活性炭的那杯泥浆水的“成绩”可就不那么理想了啦！虽然已经有大部分的泥浆颗粒吸附在了活性炭上，但还是有一部分的颗粒分解在水中，水看上去还是有点浑浊，所以，我在此大声地宣布：加入明矾的泥浆水在这一轮比赛中胜出！
好奇心放过我了吗？当然没有。一个个实验的念头，像闪电般不停地放映在脑海中，我极力想去抓住那些念头，便沉思了起来：既然活性炭与明矾都能使泥浆水变得清澈，那么，它们兄弟俩到底能不能向放入另外物质的液体施展同样神奇的魔法，让它们变得一样清澈呢？我又迫不及待地开始了实验。
实验三
研究问题：明矾和活性炭能不能使颜料水、墨水和油水同样变得清澈透明？
我的猜想：明矾应该只能使颜料水和墨水变得清澈透明吧，因为从前面的实验看，明矾能使液体的细小颗粒结成白色絮状物沉淀杯底，而油水似乎不像是这一类。那么让油水变得清澈只能成为活性炭的光荣使命了！
实验材料：1、三杯颜料水、三杯水墨水、三杯油水；2、少量明矾和活性炭
实验记录单：
时间
实验材料 |
十分钟 |
五小时 |
十小时 |
1 |
加入明矾
的颜料水 |
水的颜色与普通颜料水相同。 |
颜料水没有沉淀，颜色比普通颜料水深。 |
颜料水没有沉淀，颜色比普通颜料水更加深 |
加入活性
炭的颜料水 |
水的颜色变成黑色。 |
部分颜料颗粒被活性炭吸附，水的颜色变成暗红色。 |
大部分颜料颗粒被活性炭吸附，水的颜色接近普通颜料水。 |
2 |
加入明矾
的墨水 |
水的颜色与普通墨水相同。 |
大部分墨水颗粒凝聚成较大颗粒沉入杯底。其余杂质也在慢慢凝聚。 |
水质十分清澈，大量颗粒沉入杯底，但水中还有一些凝絮物。 |
加入活性
炭的墨水 |
水的颜色与普通墨水相同。 |
水的颜色与普通墨水相同。 |
水的颜色与普通墨水相同。 |
3 |
加入明矾的
食用油水 |
油散布在整个杯体中，水十分浑浊。 |
油散布在整个杯体中，水十分浑浊。 |
油还是散布在整个杯体中，水十分浑浊。 |
加入活性炭
的食用油水 |
小部分油被活性炭吸附，水有点浑浊。 |
大量油被活性炭吸附，水比较清澈。 |
油全部被活性炭吸附，水十分清澈。 |
实验结论：
明矾能使墨水变得清澈透明，但在水中还是能找到有墨水颗粒组成的黑色絮状物，而活性炭却能吸附油水中所有的油，使水变得十分清澈，如果用肉眼看，除了看到活性炭外，几乎看不到另外任何的杂质。但是明矾和活性炭却都不能向颜料水施展同样神奇的魔法，这着实令我大吃了一惊。并且在墨水中，活性炭起不到任何作用；反之，明矾在油水中起不到任何作用，为什么这两个同胞兄弟，哦，应该是名不符实的同胞兄弟在这个关键时刻突然改头换面，成了一对竞争对手了呢？总之，明矾和活性炭各有长处，也各有短处，应该“取长补短”。
【谜底揭晓】
实验后的兴奋和激动当然是必不可少的，那这其中的科学道理是什么呢？我查找了许多资料，发现原来：明矾是由硫酸钾和硫酸铝混合组成的复盐。明矾碰到水，发生化学变化，生成白色絮状的沉淀——氢氧化铝。这种氢氧化铝，是一种胶体粒子。带有正电。它一碰上带负电的泥沙胶粒，彼此就中和了，聚结在一起，粒子越结越大，沉入水底，所以可以说明矾在水中形成胶体的过程为化学变化，净水过程是物理变化。活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类材料。活性炭的主要作用是依靠它巨大的表面积来吸附（通过范德华力，即分子间作用力），除了可以除去胶体，还可以吸附除去可溶性溶质。
啊！我脑海中的谜底终于被揭晓了，心中有了一种如释重负的感觉。
【我的收获】
经过这次实验，我知道了明矾和活性炭之间的许多奥秘，例如：1、活性炭和明矾都能使泥浆水变得清澈透明。2、同样量的明矾和活性炭，明矾的效果略胜一筹。3、明矾只能使墨水等液体凝聚成较大的颗粒沉至杯底。4、活性炭只能吸附住油水等液体的分子颗粒……
这一次次实验的揭秘不但让我体会到了前所未有的乐趣，带给我更多的还是那无穷无尽的知识。看着自己在做实验中的一幕幕场景，我心中充满了伟大的神圣感，回味无穷。通过这次实验，我对科学探究的兴趣就像从一朵花骨朵儿变成了一朵旺盛的鲜花，越来越浓郁，也让我的视野开阔了许多，令我懂得了：世界上皆是奇迹，这就是科学的奥秘！
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