探究水的奥秘：水的净化与水质检测 一、水的净化方法 1. 沉淀法 原理：让水中不溶性杂质在重力作用下沉降 静置沉淀：简单静置，使大颗粒杂质自然沉降 吸附沉淀：加入絮凝剂 (如明矾)，生成胶状物吸附悬浮杂质加速沉降 2. 过滤法 原理：分离不溶性固体与液体 操作要点："一贴二低三靠" 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁 (湿润赶气泡) 二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘 三靠：烧杯靠玻璃棒；玻璃棒靠三层滤纸；漏斗下端靠烧杯内壁 适用：除去水中不溶性杂质 (如泥沙) 3. 吸附法 原理：利用活性炭等多孔材料吸附色素、异味和部分可溶性杂质 活性炭具有疏松多孔结构，表面积大，吸附能力强 可除去水中的颜色、臭味和残留小颗粒 4. 蒸馏法 原理：利用水与杂质沸点差异 (水 100℃)，蒸发后冷凝收集纯水 装置：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶 注意：加碎瓷片防暴沸；冷水逆向流动增强冷凝效果 特点：净化程度最高，可除去所有杂质，得到纯净物 5. 消毒杀菌 原理：利用杀菌剂 (如氯气、二氧化氯) 的强氧化性杀死水中细菌和微生物 净化效果对比 方法 净化程度 除去杂质类型 净化后水的性质 沉淀 低 大颗粒不溶性杂质 混合物 过滤 中 不溶性杂质 混合物 吸附 中高 色素、异味、部分可溶性杂质 混合物 蒸馏 最高 所有杂质 (包括可溶性) 纯净物 (蒸馏水) 自来水厂净水流程：原水→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→自来水 二、硬水与软水 1. 定义 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水 软水：含较少或不含可溶性钙、镁化合物的水 2. 检验方法 肥皂水法：取等量水样，加入等量肥皂水振荡 软水：产生大量泡沫，无浮渣 硬水：泡沫少，易起浮渣 3. 硬水的危害 浪费肥皂 (起泡少) 锅炉中形成水垢，降低热效率，甚至引发爆炸 影响洗涤效果和口感 4. 硬水软化方法 生活中：煮沸 (使钙镁化合物沉淀) 实验室：蒸馏 (可得到几乎纯净的水) 三、自制简易净水器 制作材料与步骤 材料：塑料瓶、纱布、小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉 步骤： 剪去塑料瓶底部，倒置作漏斗 瓶口打孔，安装导管 从下到上依次装入：蓬松棉→活性炭→细沙→粗沙→小卵石→纱布 工作原理： 小卵石、石英砂：过滤较大颗粒杂质 活性炭：吸附色素、异味和部分可溶性杂质 蓬松棉：过滤残留细小杂质 效果检验：将浑浊水样倒入净水器，观察出水是否更清澈、无异味 四、水质检测方法 1. pH 值检测 意义：反映水的酸碱性，饮用水 pH 应在 6.5~8.5 之间 方法： 使用 pH 试纸：用玻璃棒蘸取少量水样滴在试纸上，与标准比色卡对比 使用 pH 计：经标准缓冲溶液校准后直接测量 结果判断：pH<7 酸性；pH=7 中性；pH>7 碱性 2. 硬度检测 意义：衡量水中钙镁离子含量，饮用水硬度应控制在一定范围内 肥皂水法：滴加肥皂水，泡沫少且易起浮渣的为硬水 定量检测：使用 EDTA 络合滴定法测定钙镁离子总量 3. 余氯检测 意义：确保自来水消毒效果，余氯标准为 0.05~2 mg/L 方法：使用 DPD 试剂 (滴入水样显色) 或余氯测试纸，与标准色卡对比 4. 溶解性总固体 (TDS) 检测 意义：反映水中溶解的无机盐总量，限值为 1000 mg/L 方法：使用 TDS 笔直接测量 (插入水中，避免接触容器底部) 5. 其他检测指标 浊度：反映水的清澈程度，可用浊度仪或比浊法测定 电导率：与水中离子浓度成正比，可判断水的纯度 五、总结与实践 净化思路：从低到高逐步净化 (沉淀→过滤→吸附→蒸馏) 沉淀和过滤：主要除去不溶性杂质 吸附：去除色素、异味和部分可溶性杂质 蒸馏：获得几乎纯净的水，是最彻底的净化方法 检测意义：通过水质检测，评估水的安全性和适用性，保障健康 实践建议： 设计实验比较不同水源 (自来水、井水、河水) 的净化效果 自制净水器并测试其对不同污染程度水样的净化能力 检测家庭用水的 pH 值、硬度等指标，提出改善建议 核心知识速记： 四大净化法：沉淀→过滤→吸附→蒸馏 (程度递增) 硬水软水区分：肥皂水检验，泡沫多为软水 水质检测重点：pH 值 (6.5~8.5)、硬度、余氯 (0.05~2 mg/L)