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虽说地球上的水资源很丰富,但可供人类直接饮用的水资源并不多。加上如今大量水资源已被严重破坏,世界上每天至少有6000个孩子因喝了被污染的水或体内缺水而死亡。
要解决部分地区的缺水问题,除了充分利用当地的水资源、节约用水、避免浪费和污染外,还可以通过净化水的方式对水资源进行二次处理,得到可供多次使用的水资源。
(二)实验二:明矾净水
1.步骤
调制200ml浑水作为待净化的水,配置明矾KAl(SO4)2饱和溶液(或备好明矾晶体),将明矾溶液加入浑水中,静置。
2.原理
明矾在水中可电离出两种金属离子:KAl(SO4)2=K Al3 2SO42-,Al3 很容易水解生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3,Al3 3H2O=Al(OH)3 3H (可逆)。Al(OH)3并不带电,只是由于它吸附了带有电荷的阳离子(如H )而带电。由于氢氧化铝胶粒带有相同的正电荷,它们之间相互排斥,不会聚积,所以不沉淀。当加入明矾这样的电解质后,电解质中的阴离子夺取了胶粒上的阳离子,使胶粒不再带电,它们之间的斥力消失,从而发生聚积而沉淀。氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可吸附水中悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。
3.现象
静置10分钟后,浑水中的泥沙都被Al3 的水解物吸附沉淀,悬浮的异物和杂质都被沉降,水变得澄清。
4.结论
明矾溶液中铝离子水解后的产物氢氧化铝具有较强的吸附性,可吸附水中的难溶杂质,从而达到净水目的。虽然这种方法净水速度快,但铝离子对人体有危害。因此,用明矾净化的水最好用作生活用水。
(三)实验三:仙人掌净水
1.步骤
将仙人掌切成碎末待用,调制200ml浑水作为待净化的水。将仙人掌碎末加入浑水中,静置10分钟后取一块四层纱布置于烧杯口,并拿另一个烧杯接水,将静置后的水倒扣在纱布上并榨干,取得净化后的水。
2.原理
仙人掌中的黏稠状胶体具有较强的吸附能力,能把水中的悬浮杂质吸附沉降。
3.现象
静置10分钟后,只有少量泥沙、杂质被仙人掌的黏液吸附。用纱布过滤后,水仍然比较混浊。
4.结论
由于只有少量杂质被吸附,净水效果不理想,且仙人掌净化后的水有腥味,不宜饮用。
5.总结反思
由于本次实验所采用的仙人掌比较干瘪,胶状物质少,因此没有达到事先预料的净水效果。
(四)实验四:虹吸原理净水
1.步骤
将塑料瓶口倒放在铁架台上的适当位置,调制200ml浑水作为待净化的水,并倒入塑料瓶口中。将准备好的纱布条的一端打结并放入浑水中,另一端放入铁架台下的烧杯中。静置,待水流出。
2.原理
该实验利用的是虹吸原理。推动虹吸流动的能量源自是虹吸纱布条进出口之间的水位差,因为纱布条进口的位能大于出口的位能,而进出口的静水压强相等(等于大气压),从而促使水流动。且浑水中的杂质会被阻挡在纱布条外,因此,塑料瓶口的浑水会自动流向烧杯成为洁净的水。
3.现象
塑料瓶口中的浑水经纱布条的简单过滤后缓慢流向烧杯,约15分钟后水全部转移到烧杯中。但得到的水仍然比较浑浊,未达到饮用水的级别。
4.结论
利用虹吸原理能有效净水,但所需时间较长,不适用于野外净水。
5.总结反思
由于纱布条缝隙较大、质地较粗糙,过滤能力很弱,小颗粒的杂质仍会顺着纱布条流向烧杯。若选用质地较密的棉布条,净水效果会更佳。
二、实验结论
野外需净水时,可采用自制净水器或明矾净水的方式快速获得洁净的水。如需获得可饮用的水,应自制净水器净水。如仅需生活用的洁净水,可使用明矾净水,操作简单、历时短、净水效率高、材料便于携带。
通过本次活动,我们深刻地体会到了水的重要性,希望大家能好好珍惜身边的每一滴水,牢记那句发人深省的话:世界上的最后一滴水也许就是人类的眼泪!让我们共同努力,保护地球上的水资源。
要解决部分地区的缺水问题,除了充分利用当地的水资源、节约用水、避免浪费和污染外,还可以通过净化水的方式对水资源进行二次处理,得到可供多次使用的水资源。
(二)实验二:明矾净水
1.步骤
调制200ml浑水作为待净化的水,配置明矾KAl(SO4)2饱和溶液(或备好明矾晶体),将明矾溶液加入浑水中,静置。
2.原理
明矾在水中可电离出两种金属离子:KAl(SO4)2=K Al3 2SO42-,Al3 很容易水解生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3,Al3 3H2O=Al(OH)3 3H (可逆)。Al(OH)3并不带电,只是由于它吸附了带有电荷的阳离子(如H )而带电。由于氢氧化铝胶粒带有相同的正电荷,它们之间相互排斥,不会聚积,所以不沉淀。当加入明矾这样的电解质后,电解质中的阴离子夺取了胶粒上的阳离子,使胶粒不再带电,它们之间的斥力消失,从而发生聚积而沉淀。氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可吸附水中悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。
3.现象
静置10分钟后,浑水中的泥沙都被Al3 的水解物吸附沉淀,悬浮的异物和杂质都被沉降,水变得澄清。
4.结论
明矾溶液中铝离子水解后的产物氢氧化铝具有较强的吸附性,可吸附水中的难溶杂质,从而达到净水目的。虽然这种方法净水速度快,但铝离子对人体有危害。因此,用明矾净化的水最好用作生活用水。
(三)实验三:仙人掌净水
1.步骤
将仙人掌切成碎末待用,调制200ml浑水作为待净化的水。将仙人掌碎末加入浑水中,静置10分钟后取一块四层纱布置于烧杯口,并拿另一个烧杯接水,将静置后的水倒扣在纱布上并榨干,取得净化后的水。
2.原理
仙人掌中的黏稠状胶体具有较强的吸附能力,能把水中的悬浮杂质吸附沉降。
3.现象
静置10分钟后,只有少量泥沙、杂质被仙人掌的黏液吸附。用纱布过滤后,水仍然比较混浊。
4.结论
由于只有少量杂质被吸附,净水效果不理想,且仙人掌净化后的水有腥味,不宜饮用。
5.总结反思
由于本次实验所采用的仙人掌比较干瘪,胶状物质少,因此没有达到事先预料的净水效果。
(四)实验四:虹吸原理净水
1.步骤
将塑料瓶口倒放在铁架台上的适当位置,调制200ml浑水作为待净化的水,并倒入塑料瓶口中。将准备好的纱布条的一端打结并放入浑水中,另一端放入铁架台下的烧杯中。静置,待水流出。
2.原理
该实验利用的是虹吸原理。推动虹吸流动的能量源自是虹吸纱布条进出口之间的水位差,因为纱布条进口的位能大于出口的位能,而进出口的静水压强相等(等于大气压),从而促使水流动。且浑水中的杂质会被阻挡在纱布条外,因此,塑料瓶口的浑水会自动流向烧杯成为洁净的水。
3.现象
塑料瓶口中的浑水经纱布条的简单过滤后缓慢流向烧杯,约15分钟后水全部转移到烧杯中。但得到的水仍然比较浑浊,未达到饮用水的级别。
4.结论
利用虹吸原理能有效净水,但所需时间较长,不适用于野外净水。
5.总结反思
由于纱布条缝隙较大、质地较粗糙,过滤能力很弱,小颗粒的杂质仍会顺着纱布条流向烧杯。若选用质地较密的棉布条,净水效果会更佳。
二、实验结论
野外需净水时,可采用自制净水器或明矾净水的方式快速获得洁净的水。如需获得可饮用的水,应自制净水器净水。如仅需生活用的洁净水,可使用明矾净水,操作简单、历时短、净水效率高、材料便于携带。
通过本次活动,我们深刻地体会到了水的重要性,希望大家能好好珍惜身边的每一滴水,牢记那句发人深省的话:世界上的最后一滴水也许就是人类的眼泪!让我们共同努力,保护地球上的水资源。