铝盐和铁盐净水能力的探究

1、铝盐和铁盐净水能力的探究一、研究背景和目的随着科学的发展，时代的进步。 人口迅速增长 ，人类赖以生存和发展 的环境受到污染，环境问题从地域性走向全球性，因为我们 “只有一个地 球”。其中，水污染问题位于首位。近年来，水污染越来越严重，河流变 得浑浊不堪。泥沙在水中清晰可见。 由此可知， 水污染及其严重。水是生 命的源泉， 没有水，我们的生活将无法继续下去。 水资源污染是当今社会 面临的一个重大问题。为了这一问题， 我们成了了一个化学课题小组， 对铝盐和铁盐的净水能力进行探究。二、研究过程及方法1. 实地考察我们成立调查小组，利用假期进行实地考察，我们到了增江河岸，随 机打了几桶水，收集起来，

2、在观察期特点， 并记录下来。后来到塘口村委 会访问有关部门， 得知塘口村村民是靠增江河岸设立的井房， 用水泵抽水 到过滤器， 过滤器有三层都是沙石或活性炭， 并没有用其他净水剂。 因此 我们得不到关于铝盐和铁盐的应用。图 2（ 靠增江河岸设立的井房）2. 资料调查研究小组分工合作， 在百度查阅了相关的资料， 了解铝盐和铁盐的净 水原理，反应速率，净水效果比较等等，在整理获得的资料。3. 铝盐和铁盐的净水作用实验（ 1 ）实验工具： 3 只 250mL 的烧杯（2）实验材料：收集到的河水、明矾、硫酸铁（ 3 ）实验步骤：把收集到的等量河水分别装在 3 只烧杯中；向其中 2 只烧杯分别加入等量的明

3、矾，硫酸铁溶液，震荡，静置；分别记录 2 分钟和 8 分钟后的现象，进行比较。4. 铁盐和亚铁盐净水效果比较实验。（ 1 ）实验工具： 3 只 250mL 的烧杯，胶头滴管（2）实验材料：泥沙，自来水， AgNO 3 溶液， Fe（NO 3）3 溶液，新制 Fe（NO 3）2 溶液（ 3 ）实验步骤：分别向 3 只烧杯中加入少量等量泥沙，再加入等量自来 水，震荡，静置，分别记录 2 分钟和 5 分钟的浑浊情况，再向 3 只烧杯 滴加 AgNO 3 溶液，记录沉淀情况。三、研究结果1. 观察到的河水特征我们的调查小组把收集起来的河水进行观察，水中有大量不溶于水 的微粒，谁的颜色为浅绿色，浑浊，不

4、透明。2. 铝盐和铁盐的净水原理铝盐和铁盐究竟是何方神圣？他们真的能净水吗？研究小组通过查 阅资料， 得知铝盐和铁盐都可水解， 生成氢氧化铁和氢氧化铝胶体， 胶体 粒子带电，能吸附水中的杂质，离子方程式为：Fe3+ +3H 2O=Fe(OH)3（胶体） +3H +Al3+ +3H 2O=Al(OH)3（胶体） +3H +3 铝盐和铁盐的净水作用实验我们拿河水进行铝盐和铁盐净水作用实验，其实验结果如下表所示：不加试剂加入明矾加入硫酸铁溶液2min无明显现象有明显沉淀，溶液变半透明有明显沉淀，溶液变半透明8min河水仍然浑浊， 略有沉 淀溶液变透明，沉淀在底部溶液变透明，沉淀在底部，但清洁程度比明

5、矾略差由上表可知：加入铝盐和铁盐后， 有明显的净水效果，它就像活性炭 一样，疏松多孔的物质容易吸附小颗粒杂质。 所以，我们在生活中可以用 铝盐和铁盐净水。4. 铝盐和铁盐净水效果的比较铝盐是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中的杂质，但是过 多摄入铝离子会导致老年痴呆。 铁净水指的是高铁酸钠后者的强氧化性可 以杀菌，被还原形成氢氧化铁胶体也和氢氧化铝胶体一样可以吸附杂质，虽然铝盐净水比铁盐好， 但是更重要的是铁离子对人体没有像铝离子那样 的毒性，所以近年来被更多地使用 :Fe42- +8H + +3e Fe3+ +4H 2O（ 被氧化者是构成病菌的物质 ）Fe3+ +3H 2O=Fe（OH

6、） 3（胶体） +3H +5. 高铁酸钠有什么功能高铁酸钠是 6 价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量原 子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒。 与此同时， 自身被还原新 态的 Fe（OH） 3 ，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效的除去水中的 细微悬浮物。 实验证明，由于其强烈的氧化和絮凝共同作用， 高铁酸盐的 消毒和除污效果， 全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。 更为重要的是， 它在 整个对水的消毒和净化过程中， 不产生任何对人体有害的物质。 高铁酸盐 被科学家人公认为绿色消毒剂。6. 铝盐和铁盐有机结合聚合氯化铝铁是在铝盐和铁盐凝水解机理的基础上开出来的一种无 机高分子凝剂，依

7、据协同增效原理， 加入单质铁离子或三氧化铁盒其他含 铁化合物制成的一种新型高效混凝剂。 它集铝盐和铁盐的各自优点， 对铝 离子和铁离子的形态都有明显改善， 聚合成离子大大提高， 取铝铁混凝剂 各自对气浮操作有利之处， 改善聚合氯化铝的混凝特性， 对高浊度水和低 温低浊水的净化处理效果特别明显， 可不加碱性助剂或其它助凝剂。 聚合 氯化铝铁的性能和优点，主要表现为：（ 1 ）水解速度大，水和作用弱。 形成的矾花密实， 沉降速度快。 受水温变化影响小， 可以满足在流动过程 中产生剪切力的要求。（ 2）固态产品为棕褐色，红褐色粉末。极易溶于 水。（ 3 ）可有效去除水中残余的游离态铝离子。（ 4）适

8、用范围广，生 活用水，工业用水，生活饮用水和工业污水处理等。7. 水资源合理利用除铝盐和铁盐外，亚铁盐也可做净水剂若向自来水中加入亚铁盐，亚铁离子首先与自来水中残留的氯气发生 反应后生成铁离子， 铁离子发生水解生成带正电的氢氧化铁胶体， 氢氧化 铁胶体再吸附水中小颗粒，从而达到净效果。不加试剂加 Fe(NO 3)3 溶液加新制Fe（NO 3）2 溶液2min无明显现象有明显沉降，溶液表半透明有明显沉降，溶 液表半透明5min河水仍然会在， 略有沉降溶液半透明，沉 淀在底部溶液半透明，沉 淀在底部加入 AgNO 3 溶 液有明显的白色沉 淀有明显白色沉淀只有少量白色沉 淀四、体会铝盐和铁盐就是如

9、此，有净水作用。铝盐和铁盐的净水作用有实际性， 实用性，科学性和前瞻化。化学世界中，铝盐和铁盐这两种有机的结合， 更能产生净水的作用。 可见化学世界中的奇妙。 使我们对化学世界的奇妙 产生了兴趣。兴趣是走向成功的最初一步。 通过这次研究， 我们都明白了 化学海洋之中没有停顿的空间， 只有不断前进， 不断研究深入了解， 才能 取得成功。同时，我们也知道了团代合作的重要性， 如果我们不合作，我 们就不能完成这次研究性学习，我们会再接再例，做得更好。五、参考文献：铝盐和铁盐的净水原理 2009-6-19百度网铝盐和铁盐的净水作用 2009-1-22百度网铝盐和铁盐的净水效果比较 2010-7-3百度网高中化学（必修一） 2010-5人民教育出版社六、指导老师评价：该小组成员选题结合学习、生活实际，具有一定的研究价值，研究方 案制订合理可行，