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网上百家乐技巧聚碱式氯化铝制备实验探索

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  聚碱式氯化铝制备实验探索_天文/地理_自然科学_专业资料。2014 年 第 10 期 化 学 教 育 (http://www.hxjy.org) 聚碱式氯化铝制备实验探索* 吴 永 娟1**

  2014 年 第 10 期 化 学 教 育 (http://www.hxjy.org) 聚碱式氯化铝制备实验探索* 吴 永 娟1** 杜 书 轩2 连 泽 宇1 刘 凡 凡1 (1.河 北 师 范 大 学 汇 华 学 院 河 北 石 家 庄 050091;2.定 州 市 林 业 局 河 北 定 州 073000) · 29 · 摘要通过改进的制备方案,在常温下成功制备聚碱式氯化铝。无论在制备方法上还是在净 水效果上,改进后的聚碱式氯化铝的制备方案都优于现有教材采用的实验方案。 关键词聚碱式氯化铝节约型化学实验探索 聚碱式氯化铝为黄色或无色树脂状固 体 , [1] 是 介于 AlCl3 和 Al(OH)3 之 间 的 一 系 列 中 间 水 解 产 物聚合而成的高分子化合物,易溶于水。由于它是 一种通过羟基架桥聚合而成的多羟基多核配合物, 相对分子质量较 一 般 絮 凝 剂 (如 硫 酸 铝、 明 矾 等) 大得多,且具有桥式结构,所以它有很强的吸附能 力 。 [2] 另外, 它 在 水 溶 液 中 形 成 许 多 高 价 配 阳 离 子,如 [Al2(OH)2(H2O)8]4+ 等, 能 显 著 降 低 水 中泥土胶 粒 上 的 负 电 荷, 因 此 在 水 中 凝 聚 效 果 显 著,沉降快速,既能除去水中的悬浮颗粒和胶状杂 物,还能有效地除去水中的微生物、细菌、藻类以 及高毒性 重 金 属 离 子 (如 铬、 铅 等)。 因 此, 聚 碱 式氯化铝是应用广泛的高效净水剂。 聚碱式氯化铝制备实验是高等院校化工、网上百家乐技巧,化学 专业基础化学实验中一个非常重要的实验内容,该 实验过程涉及称量、加热、常压过滤、减压过滤、 调节 pH 等基本操作。运用于基础化学实验教学不 仅可以加强学生化学实验基本操作和技能的训练, 还可以提高学生的观察能力,对塑造学生严谨的科 学态度和科学探究意识具有一定的指导作用。 1 聚 碱 式 氯 化 铝 制 备 方 法 1.1 传 统 制 备 聚 碱 式 氯 化 铝 的 方 法 现有实验教材 制 [3] 备聚碱式氯化铝的实验 原 理 如下。 2Al+6HCl=2ACl3+3H2↑ AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3+ 3NH4Cl mAl(OH)3+6HCl= [Alm (OH)n(H2O)x]Cl3m-n (m=2~13,n≤3m) 运用 该 原 理 制 备 聚 碱 式 氯 化 铝 存 在 以 下 缺 点 。 [4] (1) 药 品 用 量 大 (3 gAl、50 mL6mol/L HCl)。不利 于 学 生 节 约 意 识 的 培 养, 同 时 增 加 了 不必要的教学经费。 (2) 反应不彻 底。 由 于 HCl极 易 挥 发,Al与 HCl溶液在加热 条 件 下 反 应 制 备 AlCl3 的 过 程 中, 部分 HCl被挥发掉从而导致反应不彻底。 (3) 不 易 于 抽 滤。 反 应 过 程 中 生 成 极 细 的 Al(OH)3胶状 物, 减 压 抽 滤 需 时 长 (约 15 min), 不利于学生实验的进行。 (4) 聚合温度高,实验最后一步需将产物置于 60 ℃ 恒 温 箱 中 聚 合 12h, 才 能 得 到 最 终 产 品 聚 碱 式氯化铝 , [5] 浪费能源。 (5) 最终产品净水效果不明显。 1.2 改 进 方 案 制 备 聚 碱 式 氯 化 铝 鉴于上述实验中存在的问题,在参考文献及反 复实验的基础上确立了如下实验方案。 (1) 迅速称取2.0gNaOH 固 体于50 mL 烧 杯 中 , 加 入20mL 蒸 馏 水 , 搅 拌 使 其 溶 解 后 加 入1.0g 铝片,反 应 完 毕 后, 抽 滤, 滤 液 为 Na[Al(OH)4] 溶液[6]。 (2) 将上述溶液转移至 250 mL 烧 杯 中 并 加 热 至沸腾,在不断搅拌下以细流状缓慢加入饱和碳酸 氢铵溶液约13 mL, 生 成 Al(OH)3 沉 淀, 将 沉 淀 保持微沸5min并不断搅拌,静止澄清后, 检验上 层清液的 pH 为 8~9 时 证 明 沉 淀 已 经 完 全。 然 后 抽滤,用蒸馏水将 Al(OH)3 沉淀洗至无氨味。 (3) 将沉 淀 转 移 到 50 mL 烧 杯 中 加 入 10 mL 6mol/LHCl,加 热 搅 拌 至 混 合 物 为 淡 蓝 色, 常 温 聚合12h, 得 到 最 终 产 品 为 无 色 透 明 的 树 脂 状 聚 碱式氯化铝固体。 2 实 验 改 进 的 具 体 方 面 将 “1.1” 传 统 制 备 聚 碱 式 氯 化 铝 的 方 法 与 “1.2” 中改进方案对比可以看出,聚碱式氯化铝制 备实验进行了如下几方面的改进。 * 大类招生模式下无机化学实验教学探索 (20120107) ** 通信联系人,E-mail:yjwu76@163.com · 30 · 化 学 教 育 (http://www.hxjy.org) 2014 年 第 10 期 2.1 药 品 用 量 1.0gAl、10mLHCl与 3gAl、50 mLHCl 相比,药 品 用 量 分 别 减 少 了 2/3、4/5, 体 现 了 节 约型化学的原则。 应制备,反 应 过 程 中 产 生 大 量 氨 气,使 制 备 的 Al(OH)3固 体 蓬 松、 多 孔 、 [7] 易 抽 滤, 从 开 始 抽 滤至 Al(OH)3 洗 涤 干 净 所 需 时 间 约 为 5 min, 与 文献 中 [3] 的制备方案相比明显缩短了学生整体 实 验 2.2 反 应 原 理 时间。 2Al+2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 2.4聚合温度 3H2↑ 2Na[Al(OH)4] +NH4HCO3 =2Al(OH)3 + 该方法常温聚合可以制得无色透明树脂状聚碱 式氯化铝。产品净水效果越好,可以满足学生分批 Na2CO3 +NH3 ↑ +2H2O 实验的需求。 mAl(OH)3+6HCl= 3 净 水 效 果 比 较 [Alm (OH)n(H2O)x]Cl3m-n (m=2~13,n≤3m) 分别将按传统方 法 制 备 的 聚 碱 式 氯 化 铝 (PB- Al与 NaOH 反应为 放 热 反 应 且 活 化 能 低, 因 CA,TM) 和 按 改 进 方 法 制 备 的 聚 碱 式 氯 化 铝 此无需加热,反应快速并彻底。 (PBCA,IM) 用 于 铁 黄 和 泥 土 悬 浮 液 , [8] 具 体 净 2.3 减 压 抽 滤 水 实 验 方 案 见 表 1, 净 水 效 果 分 别 见 图 1、网上百家乐技巧 图 2。 Al(OH)3 用 NH4HCO3 与 Na[Al(OH)4] 反 表 1 净 水 实 验 方 案 Table1Experimentschemeofwaterpurification A 50mL 铁黄或土壤悬浮液+ 0.5gPBCA-TM B 50mL 铁黄或土壤悬浮液+ 0.5gPBCA-IM C 50mL 铁黄或土壤悬浮液对照体系 同 时 搅 拌 5s, 静 置 1 min, 观 察 净 水 效 果 由图1、图2的实验现象 可 以 看 出, 与 加 入 用 传统方法制备的聚碱式氯化铝净水效 果 (图 1A 和 图2A) 及未加入聚碱式氯化铝的对照体系 (图1C 和图2C) 相比, 加 入 用 改 进 方 法 制 备 的 聚 碱 式 氯 化铝的净水效果 (图1B 和2B) 远远比用传统方法 制备的聚碱式氯化铝净水效果明显。 4 结 论 通过改进实验方案,常温下制备出净水效果良 好的聚碱式氯化铝。该方法与现有实验教材提供的 实验方案相比具有明显的优点。在制备方法上:① 简单;② 节约能 源; ③ 节 约 药 品。 在 净 水 效 果 上: ①净水时间短;②净水效果明显。 参考文献 Fig.1Comparisonofwaterpurificationeffectforferrichydroxide suspensionbyPBCA-TM (A)andPBCA-IM (B),respectively 图1改进方法与传统方法制备的 PBAC 对铁黄悬浮液净水效果比较 Fig.2Comparisonofwaterpurificationeffectforsoilsuspension byPBCA-TM (A)andPBCA-IM (B),respectively 图2改进方法与传统方法制备的 PBAC 对泥土悬浮液净水效果比较 [1] 张红萍.云南师范大 学 学 报: 自 然 科 学 版,2003,23 (2): 43-45 [2] 王静秋,黄世炎,万 婕, 等. 武 汉 大 学 学 报: 自 然 科 学 版, 1993 (2):30-35 [3] 刘翠 格, 杨 述 韬. 无 机 和 分 析 化 学 实 验. 北 京: 化 学 工 业 出 版 社 ,2010:98-99 [4] 姜 述 芹, 马 荔, 梁 竹 梅, 等. 实 验 室 研 究 与 探 索 ,2005, 24 (7):18-20 [5] 刘春涛,马荣华,李 莉. 水 处 理 技 术,2002,28 (6):350 -351 [6] 万婕, 倪 筱 玲, 王 静 秋. 大 学 化 学,1998,13 (3):41- 42,46 [7] XuBJ,XiaoTC,YanZF,etal.MicroporousandMeso- porousMaterials,2006,91 (1-3):293-295 [8] 张会展,周健,方春玉. 四 川 理 工 学 院 学 报: 自 然 科 学 版, 2006,19 (2):85-89 2014 年 第 10 期 化 学 教 育 (http://www.hxjy.org) · 31 · ExplorationonthePreparationofPolyaluminumChloride WUYong-Juan1** DUShu-Xuan2LIANZe-Yu1LIUFan-Fan1 (1.HuihuaCollege,HebeiNormalUniversity,Shijiazhuang050091,China; 2.ForestryBureauofDingzhou,Dingzhou073000,China) AbstractPolyaluminumchloridewaspreparedatroomtemperaturebyanimprovedmethod, whosepreparationmethodandeffectofwaterpurificationarebetterthanexperimentapproachin textbook. Keywordspolyaluminumchloride;savingchemistry;experimentalexploration