8. 新素养 科学探究与实践 聚合硫酸铁是污水处理时常用的絮凝剂。化学兴趣小组设计如下实验，探究聚合硫酸铁(PFS)对水中悬浮物的净化效果。
【查阅资料】聚合硫酸铁(PFS)溶于水后形成多种络合物，使水中的悬浮物聚集，在重力作用下沉降。
【进行实验】取 200 mL 浑浊程度相同的水样于烧杯中，调节水样 pH，加入 PFS，使水样中PFS达到一定浓度，搅拌，静置一段时间后，测定浊度去除率(浊度去除率越高，净化效果越好)。结果如下表所示。
【解释与结论】
(1) 探究水样中 PFS 浓度对悬浮物的净化效果影响的实验是
①②⑤⑥
(填序号)。
(2) 由③④⑤得到的结论是
其他条件相同时，静置时间越长，净化效果越好
。
(3) ⑤⑦⑧的实验目的是
探究水样 pH 对悬浮物的净化效果影响
。
(4) 结合表格分析:此次实验中 PFS 对悬浮物净化效果最佳的实验条件是
水样 pH 为 7.57，水样中 PFS 浓度为 75 mg·L⁻¹，静置时间为 20 min
。
【反思与评价】
(5) 明矾也是常用的絮凝剂。继续实验，发现相同条件下明矾对水中悬浮物的净化效果比PFS差，其实验方案是:取 200 mL 浑浊程度相同的水样于烧杯中，
调节水样pH为7.57，加入明矾，使水样中明矾浓度达到75 mg·L⁻¹，搅拌，静置20 min后，测定浊度去除率小于96.95%(答案合理即可)
。
答案：(1) ①②⑤⑥
(2) 其他条件相同时，静置时间越长，净化效果越好
(3) 探究水样 pH 对悬浮物的净化效果影响
(4) 水样 pH 为 7.57，水样中 PFS 浓度为 75 mg·L⁻¹，静置时间为 20 min
(5) 调节水样pH为7.57，加入明矾，使水样中明矾浓度达到75 mg·L⁻¹，搅拌，静置20 min后，测定浊度去除率小于96.95%(答案合理即可)
解析:(1) 探究水样中 PFS 浓度对悬浮物的净化效果影响,则变量为水样中 PFS 浓度,其他条件均相同,结合题表数据可知,实验①②⑤⑥的水样中PFS浓度不同,水样pH和静置时间均相同,得到的浊度去除率不同,能探究水样中 PFS 浓度对悬浮物的净化效果影响。(2) 由题表数据可知,实验③④⑤中水样 pH 和水样中 PFS 浓度均相同,静置时间不同,其中静置时间越长,浊度去除率越高,则由③④⑤得到的结论是其他条件相同时,静置时间越长,净化效果越好。(3) 由题表数据可知,实验⑤⑦⑧中水样 pH 不同,水样中 PFS 浓度和静置时间均相同,得到的浊度去除率不同,则⑤⑦⑧的实验目的是探究水样 pH 对悬浮物的净化效果影响。(4) 已知浊度去除率越高,净化效果越好,则结合题表数据可知,此次实验中 PFS 对悬浮物净化效果最佳的实验条件是水样 pH 为 7.57,水样中 PFS浓度为 75 mg·L⁻¹,静置时间为 20 min。
解析：
【分析】
本题为科学探究题，核心考查控制变量法在实验探究中的应用。解题思路：探究某一因素对实验结果的影响时，需保证其他相关因素（变量）相同，仅改变待探究的因素，通过对比实验结果得出结论。需先明确每个小问的探究目的，再对应表格中实验的变量与不变量，结合“浊度去除率越高，净化效果越好”的信息分析作答。
【解析】
(1) 探究PFS浓度对净化效果的影响，需控制水样pH、静置时间相同，仅改变PFS浓度。表格中①②⑤⑥的水样pH均为7.57，静置时间均为20min，仅PFS浓度不同，符合要求，故答案为①②⑤⑥。
(2) 实验③④⑤中，水样pH、PFS浓度均相同，仅静置时间不同，静置时间越长，浊度去除率越高，因此结论为：其他条件相同时，静置时间越长，净化效果越好。
(3) 实验⑤⑦⑧中，PFS浓度、静置时间均相同，仅水样pH不同，因此实验目的是探究水样pH对悬浮物净化效果的影响。
(4) 浊度去除率越高净化效果越好，对比表格中各组数据，②组的浊度去除率最高（96.95%），对应的实验条件为：水样pH为7.57，PFS浓度为75 mg·L⁻¹，静置时间为20 min。
(5) 要验证相同条件下明矾净化效果比PFS差，需控制与PFS最佳实验条件相同：调节水样pH为7.57，加入明矾使浓度为75 mg·L⁻¹，搅拌，静置20 min后，测定浊度去除率，结果应小于96.95%（合理即可）。
【答案】
(1) ①②⑤⑥
(2) 其他条件相同时，静置时间越长，净化效果越好
(3) 探究水样pH对悬浮物的净化效果影响
(4) 水样pH为7.57，水样中PFS浓度为75 mg·L⁻¹，静置时间为20 min
(5) 调节水样pH为7.57，加入明矾，使水样中明矾浓度达到75 mg·L⁻¹，搅拌，静置20 min后，测定浊度去除率小于96.95%（答案合理即可）
【知识点】
控制变量法、实验探究分析
【点评】
本题以絮凝剂净化效果为背景，考查科学探究中的控制变量法应用，要求学生准确识别实验变量与不变量，通过对比分析得出结论，是化学实验探究的基础题型，注重考查学生的实验分析能力。
【难度系数】
0.6
