前言：中文期刊网精心挑选了化学沉淀法的基本原理范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
化学沉淀法的基本原理范文1
综合设计性实验基础化学实验教学模式实施方案综合素质《基础化学实验》是高等农业院校所开设的一门公共化学实验课，它涉及有农学、园艺、植保、动科、林学、食科、资环等20多个专业，它和《基础有机化学》《无机及分析化学》等一起构成了高等农林院校化学基础课系列教材，也是大学一年级的必修课程。基础化学实验课教学的目的，一方面使学生加深理解理论知识，另一方有利于培养学生的操作技能，进一步提高学生分析问题和解决问题的能力，启蒙学生的综合实践能力和开拓创新的意识。但是，传统的实验教学内容陈旧，验证性实验较多，综合设计性实验少，而且教学模式单一，往往把综合设计性实验也当作验证性实验一样，照本宣科，学生照着课本一步一步地做，因此，造成了学生的实验积极性、主动性不高，实验组织能力低下，分析和解决问题的能力不足，实验操作技能欠缺。
早在2004年，教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出“要增加综合性与创新性实验，提供丰富的教学参考资料，积极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式学习方式，引导大学生了解多种学术观点并开展讨论，追踪本学科领域最新进展，提高自主学习和独立研究的能力。要让大学生通过参与教师科学研究项目或自主确定选题开展研究等多种形式，进行初步的探索性研究工作。”为了适应新时代的要求，全面提高学生的综合素质，我们对《基础化学实验》的教学内容进行了改革，增加了一些综合设计性实验的比重，并对这些实验的教学模式进行了改革与实践，得到了学生们的积极响应，取得了满意的结果。
一、《基础化学实验》中综合设计性实验的教学模式
基础化学实验室是我校省级化学实验教学中心的重要组成部分，担负着全校32个本科专业，120多个教学班的基础化学实验的教学任务，拥有高标准、现代化实验室13个（其中多媒体实验室12个）、演播室2个、仪器室4个、电子天枰室2个、准备室5个、纯水制备室1个，每年完成教学工作量37万人时数。实验室建立以来，学校投入了大量经费，装备了全新的仪器设备和多媒体互动教学设备，为开设综合设计性实验创造了良好的条件，累计开出综合设计实验12个。
现以“实验室含铬废液的处理及Cr（Ⅵ）含量的测定”为例予以详细说明。一般来说，化学实验室的含铬废液主要是由铬酸洗液、重铬酸钾滴定分析实验、氧化还原反应实验、验证实验等产生，其中，主要含有Cr3+、Fe3+和Cr2O72-等。国家对各类水中铬的含量做了明确规定：饮用水中Cr（Ⅵ）含量不得超过0.05mg・L-1，地表水中Cr（Ⅵ）含量不能超过0.1 mg・L-1，工业污染水中Cr（Ⅵ）和总铬的最高允许排放量分别为0.5 mg・L-1、1.5 mg・L-1，超过该值则必须处理。目前处理高浓度含铬废液的方法主要是还原-沉淀法。其基本原理是：在酸性条件下，向含铬废液中加入还原剂，然后再加入碱性的物质，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，过滤出去。此法是具有成本低、处理效果好、操作简便等优点，得到的Fe（OH）3、Cr（OH）3沉淀可用于生产微晶玻璃，Cr（OH）3可用来回收金属铬或配成镀件用的抛光膏，因此该法得到广泛应用。除还原-沉淀法以外，处理方法还有：钡盐沉淀法、铁氧体法、阴离子交换树脂法、生物治理法、黄原酸酯法、光催化法等方法。处理后的溶液可用分光光度法测定Cr（Ⅵ）含量。用原子吸收法测总铬的含量。对于还原-沉淀法，此实验涉及到废液的pH测定、Cr（Ⅵ）的测定、还原剂种类的选择、还原剂的理论用量、碱的选择、碱的用量及加入方式、分光光度计及原子吸收分光光度计的使用、实验结果的判定等。这些环节由学生自行设计并组织实施，自行分析实验结果并得出结论；教师引导学生实验设计方向，指导实验操作，帮助解决实验过程中遇到的问题，启发学生的思维等这种“以学生为主，教师为辅”的教学模式，这种模式适用于综合设计性实验的教学。
二、《基础化学的实验》中综合设计性实验教学的探索与实践
《基础化学的实验》中综合设计性实验，内容丰富，涉及到多个领域。因此，学生要完成实验所需时间较长，且教师的工作量较大，但如果能够认真对待，按照要求完成实验，学生的综合能力将得到很大的提高。
（一）实验题目的确定
首先，教师给出综合设计性实验的题目，学生自由组合或由教师指定2～4人一组，根据实验要求查阅相关资料，选择和确定实验材料，并以组为单位、以书面形式上交实验设计方案。方案有：还原-沉淀法、钡盐沉淀法、阴离子交换树脂法等；在选择还原剂方面有：Fe粉、Na2SO3、NaHSO3、FeSO4；在碱选择上有：生石灰、NaOH等；也有提出了一些意想不到的方法等，可谓百花齐放，百家争鸣。也进一步证明了学生查阅了大量的文献资料。
（二）实验设计方案的确定
指导教师对学生上交的实验设计方案进行审阅，给出合理化建议并反馈给学生，学生对方案商议、修改后再上交指导教师，敲定最后的方案。
（三）实验设计方案的准备
依据敲定的实验设计方案，实验指导教师和实验技术人员把方案中所涉及的实验用品、仪器和试剂等，逐一配齐。
（四）实验设计方案的实施
实验指导教师在上实验课时，组织学生以组为单位，每组大约5分钟，介绍本组的实验设计方案，给大家互相学习的机会，然后学生以组为单位进行实验，教师指导和监督实验整个过程。
（五）实验总结并撰写论文
实验结束以后，学生要整理实验数据，并在一周内以课程论文的形式写出实验总结。
三、结论
多年来，基础化学实验以验证实验居多，到后来，逐渐增加综合设计性实验的比重，再到真正以学生为主、教师为辅的综合设计性实验教学模式，极大激发了学生的学习兴趣，由被动实验到主动实验，最后积极投入到实验中，不但巩固了理论知识，而且还提高了学生运用所学知识，分析问题和解决问题的能力，以及在创新能力、动手能力、团结协作的意识等方面都得到了锻炼和提高，为他们以后在专业课上的学习与实践打下了坚实的基础，这也完全符合我国高等教育对人才培养的要求。
参考文献：
化学沉淀法的基本原理范文2
关键词：化学实验设计；设计原则及步骤；化学实验类型；化学实验题
化学是一门实验科学，实验教学是化学教学的重要内容，也是高考考查的主要内容。新课标对实验教学的要求是：初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验。《考试说明》也提出：能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案，并处理相关的实验问题。化学实验方案设计源于教材又高于教材。它要求我们掌握全面的实验基本原理和实验技能，是创造性思维体现的高层次，是化学实验教学着重培养的能力，也是高考方向的大势所趋。怎样有效培养学生的化学实验设计能力呢？下面就这个问题谈谈自己的看法。
一、指导学生明确化学实验遵循的原则
首先让学生明确化学实验设计所遵循的原则，它们同时也是实验方案的评价原则。这些原则是：
科学性原则――原理、方法、操作必须科学合理。
安全性原则――实验操作要尽量防止有危险性的操作，尽量避免接触有毒物质，若无法避免应采取安全措施。
环保性原则――有毒物质必须处理，避免环境污染。
可行性原则――设计的方案必须切实可行，所选用的仪器、药品、设备和方法必须在现有条件下得到满足。
简略性原则――方案应该简略易行，应采用简单的实验装置，较少的实验步骤，较短的时间且效果明显。
经济性原则――综合考虑原料的用量、价格。
创新性原则――反应原理的创新，实验装置的创新。
二、使学生掌握化学实验设计的一般步骤及各类型实验的特征和重点
化学实验设计一般是有规律可循的，学生掌握了设计的一般步骤，就会少走弯路。化学实验设计的一般步骤为：明确实验目的确定实验依据的化学原理或反应画出实验流程图选择实验所需药品和仪器明确实验操作注意事项。化学实验有不同的类型，每种类型有不同的特点，其设计又有不同的规律。掌握这些规律，化学实验设计就变得简单容易了。中学化学主要实验设计有以下几种类型：
1.气体的制备及性质实验设计
气体的制备及性质实验规律性最强，这就是大家熟悉的四大步：制气净化收集或性质实验尾气处理。四步中，净化和尾气处理可依据具体情况而增减，如，制取少量NO气体，就不用净化。另外，当尾气是O2和CO2时，不用处理。在气体制备实验中，还要注意实验安全问题（如，尾气吸收怎样防倒吸，是否增加安全瓶），空气中CO2和水是否影响实验等。
2.物质的检验实验设计
在中学化学中，这类实验是比较简单的定性实验，实验的设计也比较简单，重点是要排除其他物质的干扰。其中Cl-、SO42-、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO2、SO2等的检验是重点。
3.物质的分离及提纯实验设计
首先要让学生区分分离和提纯的差异。分离操作要求原来物质是什么，分离后仍然是什么，种类不变，状态不变。提纯操作只要求把杂质除去即可，杂质变成哪种物质都可以，并且在除去原有杂质时不能带来新的杂质，故每次加入过量的除杂试剂，都必须除去。
4.中学化学中常见的四类定量实验
（1）沉淀法
沉淀法的实验要点有两点：一是保证沉淀已完全；二是保证沉淀已经洗涤干净。例如，设计实验测定混有少量NaCl的Na2CO3固体的纯度。
设计思路：可称取一定量的样品，加入过量沉淀剂CaCl2溶液使CO32-完全转化成CaCO3沉淀，再过滤、洗涤、干燥、称量，得出CaCO3的质量，也就可以计算出Na2CO3的纯度了。检验CO32-已经完全沉淀，可在上层清液中，滴加CaCl2溶液，不再产生沉淀，则CO32-沉淀完全。检验沉淀洗涤干净的方法：取最后一次洗涤液少量于试管中，加入AgNO3溶液，没有沉淀产生，则已洗涤干净。
（2）滴定法
酸碱中和滴定是中学化学的一个重要实验，由此衍生的氧化还原滴定等的设计，是比较简单的实验设计，本文不再赘述，关键就是选择适宜的指示剂。如，涉及I2的滴定用淀粉作指示剂，而涉及酸化KMnO4溶液的滴定不用加指示剂。
（3）吸收剂法
定量实验中有时会使被测物转化成气体，然后用吸收剂吸收并测出气体的质量，从而计算出所测物的量。这类实验的关键是要使生产的气体全部被吸收剂吸收，就必须在生成气体反应完成后，用不干扰实验的气体把留在装置中的气体全部排入吸收剂中完全吸收。
（4）排水量体积法
如果使被测物反应产生了气体，气体又不能用吸收剂吸收，则可以采用排水量体积的方法，测出气体在常温常压下的体积，换算成标准状况下的体积，从而计算出被测物的量。这类实验关键是所测气体体积必须是在常温常压下，所以，在读气体体积时，一定要保证是室温，且要调整U型管或量筒的高度，使得U管两端液面高度一致，这样读到的体积才是常温常压下的气体体积。
5.有机实验设计
有机实验设计常见的类型有3大气体（甲烷、乙烯、乙炔）制备及扩展实验、苯和苯的同系物的卤代与硝化、烯烃及炔烃的加成、卤代烃的消去及检验、酯化反应等。有机实验的仪器常会用到三口烧瓶、温度计、冷凝管等。
化学沉淀法的基本原理范文3
一、化学除磷技术
化学除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离从污水中去除。其主要研究方向集中在化学药剂的优化选择上。化学沉淀法是一种实用有效的技术，其优点是：操作简单、除磷效果好、处理效率可达80%～90%，且效果稳定，不会重新放磷而导致二次污染，当进水浓度较大波动时，仍有较好的除磷效果。缺点是：该法所用药量大，处理费用较高，且产生大量的化学污泥。
二、生物除磷技术
生物除磷工艺是一种经济的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影响总氮的去除，运行费用低，且可避免化学除磷法产生大量的化学污泥。其中反硝化除磷工艺是当前研究的热点。
1.BCFS工艺
BCFS工艺是由荷兰Delft大学的Mark教授在氧化沟和UCT工艺基础上开发的，是目前已经投入使用的单污泥系统。BCFS工艺在UCT工艺的厌氧池和缺氧池中间增设了接触池，可保持较低的污泥指数，缺氧池和好氧池之间加上混合池，混合池内可形成低氧环境，可较容易地通过控制内循环流量达到保证完全的反硝化和内循环中无（或极低）硝酸氮的目的。与常规污水厂相比，其污泥产量减少了10%，从而减少了污泥的处理费用。针对BCFS的优点，王晓莲，彭永臻等提出了可持续城市污水处理工艺。将二沉池中进行泥水分离，沉淀污泥和中间沉淀池产生的污泥排入消化池进行厌氧消化，收集产生的CH4以作为能量使用，消化的污泥排入磷沉淀池，在其中投加Mg2+盐进行化学除磷，沉淀的高磷污泥可作为农用肥料；随后消化产生的高温高氨混合液进入CANON工艺处理单元进行脱氮反应，最后处理清水同二沉池出水一起外排作为城市回用水。在单污泥系统中，DPB与硝化细菌同时存在，混合污泥同时经历厌氧、缺氧、好氧所有三个阶段。这就需要一个较长的好氧硝化段以完成氨氮的彻底硝化，而设置的较长好氧阶段对反硝化除磷来说是不适宜的。在长时间的好氧区间，大量的细胞贮存物质PHB会被PAOs或DPB氧化，导致反硝化除磷所需的PHB不够。因此，将硝化细菌与DPB分离是最理想的，即使用双污泥系统。
2.A2N工艺
在双污泥工艺中，硝化细菌独立于反硝化细菌而单独存在于一固定反应池或反应柱中。这样就可以使DPB细菌与硝化细菌都能够在各自最适宜的环境下生长，达到其最佳处理效果。Kuba等对A2N工艺在实验室进行了研究，结果表明A2N工艺的脱氮除磷效率十分稳定。在COD供给量、耗氧量及污泥产量可分别减少50%、30%和50%的情况下，仍能够实现对氮磷的高效去除。与BCFS工艺相比较，A2N工艺耗氧量较低。如果硝化系统考虑采用自然通风曝气方式，则它比BCFS工艺节省35%的总曝气量。A2N工艺较BCFS可减少大量的运行电费，因为它减少了85%的污泥和混合液回流量；另外A2N工艺中反应器和二沉池总容积可减少30%。
三、化学辅助生物除磷
由于生物除磷的稳定性和灵活性较差，易受碳源、pH值等因素的影响，出水的磷含量往往达不到国家排放标准要求，生物除磷的工艺稳定性可通过附加化学沉淀来改善。目前化学结合生物除磷技术的研究比较热点。其中侧流除磷（Phsostrip）工艺的研究深受关注，该工艺可保证磷出水值在1mg/L以下，对达到国家一级A标准还有一些距离，但从除磷工艺的稳定性、磷去除效率、污泥最终处置的便利和间接节省的运行费方面来看，它有其它除磷工艺都不可比拟的优势。所以在除磷工艺中得到了很好的应用研究。周希安等人在A2/O工艺的基础上增加了侧流化学除磷，桑德集团结合自身技术优势，改进了工艺流程设计、优化了运行管理，使出水TP完全达标，平均为0.154mg/L，去除率达97%。吉芳英等人在水解酸化—A2/O污泥减量工艺的运行性能研究生物处理单元中采用水解酸化、多级串联接触曝气、连续流的除磷脱氮A2/O工艺，并辅以外排厌氧富磷污水侧流除磷，开发了一个新型的具有强化除磷脱氮功能的污泥减量HA-A/A-MCO工艺。用该工艺处理校园生活污水发现，出水水质满足GB18918-2002一级A标准要求，具有良好的去污效果，TP≤0.44mg/L。
四、污水中磷的回收
鸟粪石（MgNH4P·6H20）沉淀法用于除磷是近年兴起的一种新工艺，可以同时去除和回收磷、氮两种营养元素，尤其是在一些同时含有磷、氮的废水中，应用鸟粪石沉淀法实现这类废水中的磷回收只需要在废水中投加镁源和适当调节pH，因此较为方便。鸟粪石是一种品质极好的磷肥，100m3污水中可以结晶出1kg的鸟粪石，如果各国都进行污水鸟粪石回收，则每年可得63kt磷（以P2O5计），从而节约开采1.6%的磷矿。有研究表明，污泥回收磷可减少污泥干固体质量，回收磷后，污泥焚烧后灰分的产量也将显著下降，而且鸟粪石除磷工艺产生的污泥体积很小，仅是化学除磷产生的污泥体积的49%。鸟粪石工艺应用既可以克服磷危机，解决水体富营养化问题，同时还能为污水处理厂带来较大的经济效益。我国对磷回收的研究只处于起步阶段，研究相对较少。减少污泥产生量、改进污泥管理、可持续发展（磷危机）的压力、改进生物磷去除性能等因素是磷回收的主要推动力。该工艺有很大的发展空间。
五、结语
反硝化除磷以其独到的优势成为当今除磷技术研究热点，其中双污泥工艺具有高效节能的优点，在如今对氮磷去除要求越来越严的情况下，对此开展更深入的基础研究将越来越重要。双污泥工艺实际工程中的应用，将成为可持续污水生物处理技术的又一跨越。同时可将双污泥工艺与Phostrip工艺结合成新型除磷技术，并以鸟粪石形式回收磷，是一种能耗低、污泥减量化、资源化的水处理方法，具有较好的开发前景。
参考文献
[1]李京雄，孙水裕，苑星海.城市生活污水化学除磷试剂的应用比较[J].广东微量元素科学，2006，13（1）：19-22
化学沉淀法的基本原理范文4
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）10-0034-03
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验作为化学学习和研究的重要手段，在巩固和加深学生对化学基本理论和基本知识的理解，培养学生观察、分析、解决问题的能力，以及提高学生的实践动手能力中起着举足轻重的作用[1-3]。无机化学实验是高等院校化学及化学相关专业所开设的第一门必修实验基础课，学生的基本实验技能和良好的实验习惯都是通过该门课程来学习和养成的，该门课程的教与学也是大学新生学习方法和学习思维从高中到大学转变的关键一步。然而，无机化学实验在开设的过程中会产生各种形式的废弃物，虽然实验教学中每个学生用的化学试剂的量并不是很大，但大量的学生不断地开展实验也会出现积少成多、聚沙成塔的效果，尤其是一些毒性较强的废气、废液，不仅对环境造成污染，也对实验教师和学生的身体健康产生不良影响。所以，如何对无机化学实验的教学内容和教学方式进行改革，在保证教学质量的前提下，减少实验过程中有毒试剂的用量和废弃物的排放量，提高试剂的利用效率，已成为我们迫切需要解决的问题。
21世纪以来，随着工业的发展，化学在改善生活的同时也带来了诸如酸雨、温室效应、水体和土壤的重金属污染等各种环境问题。作为教师，在讲授化学化工技术发展的同时，重视技术对环境造成的冲击，对学生进行绿色化学教育也是十分必要的。绿色化学是指用化学的技术和方法减少或杜绝那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。它的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，从而实现过程和终端的零排放或零污染。绿色化学实验室是以绿色化学思想为准则，将绿色化学的原则应用于实验室，解决实验室与环境污染之间的矛盾，使实验室能更好地服务于教学和科研。在无机化学实验教学和实验室管理过程中渗透绿色化学教育思想和理念，不仅可以实现化学实验的绿色化，更重要的是让学生在大学起始阶段就学会用绿色化学原则思考问题和解决问题，培养他们具有深厚的环保意识。
一、实验内容选择的绿色化
要实现无机化学实验教学的绿色化，就必须要对实验教学内容进行绿色化的改革和创新，筛选与化学学科进展相关的实验项目，删去内容陈旧、仪器落后、教学效果不佳的实验项目；增加与甘肃农业大学教师科研方向相近的体现学科发展前沿、适合实验室开设并有利于提高学生实验能力的实验项目；替换环境污染严重、对师生身体健康有危害的实验项目；对现有必须开设的实验项目进行改进和优化，并让学生参与改进和优化实验的过程。即选择实验项目时要尽量选择既能保证学生的基本实验技能得到训练，又对环境产生影响较小的环保型实验项目，从源头上减少有害废弃物的排放。如“硫酸铜的制备与提纯实验”的主要目的是让学生进一步练习并熟练掌握加热、蒸发、减压过滤、重结晶等基本操作，弄清重结晶提纯物质的基本原理，但该实验会产生大量有毒的二氧化氮气体，且铜离子作为重金属离子进入环境对动植物和人类的危害也较大，因此我们将实验项目换成了“转化法制备硝酸钾”，其既可以达成相关的基本操作练习和使学生掌握重结晶提纯原理的实验目的，也将因实验产生的废弃物给环境和人体带来的危害降到最小。
二、实验教学方式的绿色化
（一）微型化实验方法的引进
微型化实验是在微型化学仪器中进行实验，它崛起于20世纪80年代的美国，是一种以尽可能少的化学试剂获得较明显和准确的化学信息的实验教学方法，也是实现实验室教学绿色化的主要途径[4]。元素及其化合物性质实验是无机化学实验的重要组成部分，对于高校学生化学综合实验能力的培养有着不可或缺的重要作用。该类实验所用的药品种类多达上百种，涉及有毒性的钡盐、锡盐、铬酸盐、铅盐及易挥发的四氯化碳、乙醚、戊醇等有害物质，而且在实验的过程中还会释放出刺激性或毒性气体如硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化硫等，对环境和实验人员的健康造成很大的危害。对此类实验进行微型化改革，既可以有效减少实验室“三废”的排放，降低实验成本，也可以缩短反应时间，给学生更充足的时间去思考或探讨实验的现象和机理。常规元素实验多数是在试管中进行，为观察到明显的现象，所用试剂的量相对来说还是比较大的，如果将反应容器改为点滴板或井穴板，就可以大大减少试剂的使用量，而且多孔的设计也可以同时进行多个实验，利于学生观察对比不同的实验现象[5]。同时使用带有刻度的小试管和多用滴管可以在取液时更加准确快速，实验结果的准确性和严密性并不亚于常量实验。对于显色的性质实验，在达到让学生通过实验了解该反应现象存在的实验目的的前提下，“滤纸试验”用起来更方便简单且现象明显[6]。如二价镍的鉴定是加丁二酮肟（镍试剂）生成鲜红色的沉淀，在滤纸上进行该实验不仅产生颜色鲜艳的产物，而且实验后不需进行废液回收和仪器洗涤，大大降低了实验成本。
（二）实验装置的积极改进
对无机化学实验的装置进行积极的优化改进，使一些无机合成实验在反应原料减量的同时，取得较好的教学效果并减少废弃物的排放。硫酸亚铁铵是一种复盐，在工农业生产和医药上都是重要的合成原料，它的制备是无机化学实验课程的经典实验之一。该实验不仅可以让学生了解复盐的一般特征和制备方法，还能综合训练学生的蒸发、浓缩、结晶、干燥、过滤等相关的一系列基本操作。常规的硫酸亚铁铵的制备是将4.0 g铁屑经过10%碳酸钠煮沸除油后与3mol/L的硫酸30 ml反应生成硫酸亚铁再与等摩尔硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵晶体。该方法存在着试剂量大、污染严重、产品质量不高、耗时较长等缺点。我们的实验则采用1.0 g铁屑与3mol/L的硫酸8ml在锥形瓶中采用水浴加热控温60℃的方法，锥形瓶通过橡胶塞和玻璃弯管与安全瓶相连，安全瓶再通过玻璃弯管连接尾气接收瓶[7-8]。该装置既可以通过封闭控温系统减少水分蒸发，避免生成的硫酸亚铁被氧化，又可以将废铁屑与硫酸反应时产生的硫化氢等有毒有害气体吸收，减少对环境的污染和人体的危害。
“硫代硫酸钠的制备”也是大学本科无机化学实验课程中经常开设的一个综合实验项目，该实验通常采用的方法是将亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫，生成的二氧化硫和硫化钠反应得到新制备的单质硫之后再与亚硫酸钠合成出硫代硫酸钠。该方法所用装置复杂，操作繁琐，学生按此法进行实验，灯用酒精消耗量大，实验的反应时间较长，且在实验过程中常发生倒吸和二氧化硫泄漏的现象，产率较低，有时甚至可能得不到产品，产品形态也不是很好，经常是白色粉末状而非晶形。微波辐射法是近年在化学合成中备受关注的一种方法[9]，通
过微波照射合成物质已应用于不同的研究领域，我们将其用于硫代硫酸钠的制备中，以亚硫酸钠和硫粉在水溶剂中置于微波炉加热，通过对反应时间、火力大小、结晶方式等实验条件进行优化，获得了一套较为成熟的实验方案，实验的效果良好。利用微波辐射法制备硫代硫酸钠，改变了传统的酒精灯加热的方式，既可以让学生了解一种较新的合成方法，也可以利用微波加热快速、均匀的特点，节约能源，缩短反应时间，提高制备产率，减少对环境的危害。
（三）现代化教育技术的应用
随着现代科学技术的发展和进步，一些新的实验方法和现代化教育技术层出不穷，因此需将能反映学科发展新动向和具有良好教学效果的教学手段及时充实应用于无机化学实验的教学过程，改变过去教师演示为主、学生训练为辅的教学模式。随着多媒体技术的发展，传统的实验教学也逐渐摆脱了单一模式而逐渐向多样化发展，这其中微视频以其短小、内容广泛、形态多样等特点受到教师和学生的青睐。微视频一般是指播放时长在30s到20min左右的视频短片，它可通过电脑、手机在网络社交媒体如微信朋友圈、QQ空间等传播交流，制作简单、可随时随地拍摄并可重复播放是其最大特点。
在无机化学实验的授课中，除了实验室安全操作和实验基本技能操作可以制成微视频以利于学生在课前和课后观看学习之外，通过微视频与课程网站相结合，将一些毒性较强、危害较大或者实验成本较高的实验内容制成微视频的形式，让学生既可以有直观的印象，便于理解掌握实验的原理，也可以减少对环境的危害，实现化学实验的绿色化。比如三氧化二砷的性质、二氧化氮的性质和制备、砷酸盐的性质等，这些实验内容因其具有高毒性而在无机实验开设中被渐渐取消，现在将其制成微视频的形式则可让学生观察相关的实验现象从而对抽象的理论知识产生具体的印象。另外将多媒体教育技术与计算机模拟实验结合，一些传统的污染性高的实验，以模拟实验取而代之，学生通过相关软件进行操作，不仅可以实现实验室的“零污染”，也可促进学生学习兴趣的提高。
三、废弃物处理的绿色化
无机化学实验室的废弃物主要是各种化学废液，固体废弃物和废气较少。化学废液根据其危险特性一般包括具有较强腐蚀性的酸碱废液、较强毒性的金属盐溶液和少量的有机溶剂等，这些废液如果随意倾倒和排放，不仅会腐蚀下水管道，还会对水质环境和生态系统产生危害。无机实验室废弃物的处理要想实现绿色化，主要从以下几方面入手。
1.分类回收：尽管无机化学实验室产生的废弃物种类较多，但基本上都是已知的种类，实验室管理人员要清楚每一种化学试剂和药品的危险性，根据实验室所做实验项目的类别，分类摆放不同的回收缸，做好废液回收和标记工作，简化后续处理的难度。同时尽可能将回收缸放置在通风橱中，定期检查废液收集量，积累到一定程度就及时处理，避免长期放置废液。
2.区别处理：废液在回收处理之前需要判断其具体性质，掌握化学废液的简单处理办法。针对回收的酸碱废液，可以进行中和处理，检验中和液的pH值基本在7左右即可，中和之后的废液直接倒入下水管道中并用大量水冲洗。而对有毒有害的金属盐类废液则采用沉淀法如硫化物沉淀法分离镉、汞离子，絮状沉淀法分离铝、锌离子，氧化还原沉淀法除铬离子等[11]，同时将过滤之后的沉淀物保管好后送危险废弃物处置中心统一处理。少量的有机废弃物元素组成相对简单的除了回收再利用外，不可回收的则采用焚烧法处理；氯仿、四氯化碳等易挥发有机溶剂可在回收瓶上面覆盖一层水，减少其挥发；不适合焚烧的废弃物如戊醇则可采用吸附法将废液中戊醇浓度降低到一定程度之后再排放。
3.循环利用：高校化学实验室通常包括无机、有机、分析、物化等专业实验室，一个实验室产生的废弃物，处理之后可能变成另一个实验室的实验原料或辅助物。如将无机化学实验回收的乙醇溶液作为有机化学实验的原料通过蒸馏得到较为纯净的乙醇可以作为灯用酒精；将含汞的废液调节pH到8—9后加硫化钠生成硫化汞沉淀，再加入硫酸亚铁作为共沉剂，过滤后，清液排放，沉淀可再制成汞溶液[10]；实验室常用的铬酸洗液失效后进行浓缩冷却，再用高锰酸钾进行氧化滤去生成二氧化锰，沉淀后可以再用；银盐沉淀法得到的副产物氯化银，通过锌粒置换法可以回收金属银；酸碱废液较多的时候还可以通过自然蒸发技术提取盐类等可再利用产品，制得的粗盐可用于粗盐的提纯与分离实验，也可作为防冻除冰剂等[12]。
四、教学过程中绿色化学意识的培养
化学沉淀法的基本原理范文5
关键词 砷污染 混凝 沉淀 离子交换 反渗透
中图分类号：X703 文献标识码：A
1砷污染的概况
地球地质原因造成的污染和人类活动原因造成的污染，这两种污染是由砷引起的环境水污染，第一种称为地方性饮用水砷污染，第二种则是人为排放砷污染。
（1）天然水砷污染。砷广泛存在自然界中，主要以三硫化二砷、二硫化砷、硫砷化铁等砷的硫化物形式存在。砷常常也存在于非无色的金属硫化矿中。全世界上有大约4万吨的砷是通过含砷岩矿进入生物圈的。
（2）人为因素造成的砷污染人为引起砷污染源来污染燃煤、金属生产、矿冶、自水污染和食物污染。很多工业部门在他们生产过程中释放含砷三废。
2砷的介绍
砷是一种重金属离子，它位于第四周期，是金属元素和非金属元素的过渡期。砷的物理性质和化学性质在理论上和现实中都差别很大。它不但具有金属元素的性质，而且具有非金属的性质。砷作为人体的非必须元素很容易随着食物和空气等进入人体。砷能以许多形式存在，既包括无机物形态，又包括有机物形态。砷的化合物是剧毒，人体摄入少量的砷都有可能造成死亡。三价砷更是毒于五价砷，且砷在水中，空气中和土壤中的含量各有不同。砷也是地壳元素的组成部分之一。
3除砷技术
3.1混凝法
混凝法是目前在工业上和生活中使用最为广泛的一种除砷方法，它具有成本低廉、易于操作、除砷效率高等优点，能使处理后的含砷水达到排放标准。混凝法除砷的原理是利用具有强大吸附能力的混凝剂的吸附作用将砷吸附，转化为沉淀，再通过过滤等方式将砷与水分离。达到除砷的目的。常见的混凝剂有铁盐、铝盐、比表面积大的粉煤等无机物以及一些高分子粘结剂。在混凝法除砷的过程中，五价砷比三价砷更加容易形成稳定的化合物而沉淀，所以在使用混凝法除砷的过程中，若加入一定量的氧化剂使得三价砷转化成为五价砷再沉淀，除砷效果将会有很大的改良。
3.2沉淀法
投加一定的物质使砷离子直接沉淀，然后通过过滤除去砷。通过加入的物质使砷离子发生沉淀而得到去除。该方法大多数适用于含砷量较多的废水处理中，处理后的废水满足排放标准，除此之外也可以结合其他方法达到除砷的目的。
3.3离子交换法
离子交换法有很多优点，操作简便，处理量大，分离效果好等优点。提高各种物质的回收利用，降低成本，并且非常环保，因此国内外有越来越多的人开始应用。国内外许多报道显示，离子交换技术在处理砷低浓度水中应用非常广泛，许多离子交换剂也应运而生。例如二氧化钛。离子交换法的应用是我国在砷处理方面买进坚实的一大步，相信未来的前景会很好。
3.4反渗透法
反渗透法是利用反渗透膜进行除砷的一种方法。反渗透膜可以有选择的分离三价砷和五价砷，并且反渗透法环保高效。针对三价砷和五价砷含量不同，反渗透的去除率也不同。据可靠调查发现对五价砷的去除率在90%以上，对三价砷的去除率高达80%。由于反渗透法除砷受很多因素的影响，比如温度，pH等。如果这些因素控制得好，去除率将会更高。该工艺部分技术还未完全成熟，还需要更深一步的探索和研究。
3.5其他方法
对于砷的去除还有其他方法，在实际生产中还可以采用电吸附和三维电极反接去除。一些方法还处于试验阶段，现在还并没有取得很好的效果，比如膜滤技术。该技术还处在试验阶段，各种影响因素还没完全发现，最适条件也没有研究出来，所以并没有用于大规模工业生产。当今社会的主题是环保，所以环保节能的技术愈发受人青睐，加上成本低，操作简单等，已经成为砷离子去除的主题研究。这些技术大多数用于废水中砷离子的去除，而给水中砷离子的去除技术现在很不成熟，这方面的报道也很少。除此之外，由于我国的国情决定，给水除砷很有必要，将来一定会成为一种趋势。
4砷污染治理的展望
混凝法具有投资少操作方便的特点，但其有投药量大，污泥产生量大，在处理水中引入其他物质的缺点。吸附法对砷的吸附能力与吸附剂的表面积、溶液的pH值、温度、吸附时间和砷的浓度有关，传统的吸附剂吸附容量较低，新型的吸附剂吸附容量较大，但制造工艺复杂，成本高，尚处于实验室阶段。离子交换法投资高，原水中含其它盐量较高时，需对原水进行预处理，需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会因氧化而失效。混凝微滤工艺就具有良好的除砷效果，出水砷的浓度完全符合饮用水卫生标准，且成本低，出水率高，操作简单，应成为我国研究发展的重点方向。
参考文献
[1] 凌波，李树猷，朱琦平，等.强化饮水除砷剂的研制[J].卫生研究，2001，30（3）：155-157.
[2] 许根福.处理高砷浓度工业废水的化学沉淀法[J].湿法冶金，2009，28（1）：12-17.
[3] 郭维华，费忠民.水中砷混凝去除机理的研究[J].苏州城建环保学院学报，1995，8（1）：70-77.
[4] 李艳红，郑重，于广军，等.几种除砷剂除砷效果比较[J].内蒙古地方病防治研究所，1994，19（增刊）：72.
[5] 曹会兰.砷对人体的危害与防治[J].化学世界，2003（10）：559-560.
化学沉淀法的基本原理范文6
关键词：卤水酸法；硼酸；提硼工艺；硫酸法；盐酸法
中图分类号：TS396
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)27-0085-02
一、相关介绍
硼酸是一种白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶的化学物质，它溶于水、酒精等液体中，水溶液呈现弱酸性。在硼酸的生产原料方面，主要是固态矿和液态矿两种类型。其中固态矿也就是指相应的矿石，不同的矿石因为其自身的化学组成的不同使得其含量上也存在着差异。另外一种液体矿，主要是盐湖矿产，它的资源类型与所在的地理位置有着密切的关系，比如说，内蒙古盐湖的矿产以天然碱、石盐等为主，而青藏高原因为有许多的盐湖，使得其资源丰富，拥有诸多的盐湖矿产。其实中国的硼资源的储量是比较丰富的，位居全球第四位。我国同时也是最早发现和使用硼的国家，按地理位置来说，我国的硼资源主要分布在辽、吉、青、藏四省。硼酸是我国十分重要的行业基础性的无机化工原料，在行业的应用十分广泛，同时也是诸多硼精细化工以及硼原材料的基础原料，它是我国硼产品的主要消费对象。
二、现状分析
现在，因为我国经济的高速发展，使得国内对于硼酸的需求量日益加大，使得相关行业出现大量进口外国硼酸原料的现象，这也严重影响了我国在该领域的市场占有额。具体来说现在我国硼酸生产及应用的现状主要有：
1．在生产方面：我国硼酸再生产能力上较之前取得了相应的发展，生产能力达到30万吨，和2009年的13万吨相比有了明显的提升，但是随着硼镁石的逐渐枯竭，山东、河南等地出现停产，严重威胁到了我国硼酸产品的进一步发展。
2．在应用消费现状来看：硼酸被广泛应用于玻璃、陶瓷等行业之中，并且随着社会的发展其应用领域也在不断扩大，消费量也与日俱增，对于国外硼酸的进口量也是不断增加。特别是在高硼硅酸盐玻璃、电子、精细硼化物、含硼新材料等行业表现尤为突出。我们可以用数据进行分析，在1995年之前我国的硼酸产量远高于国外进口量，但是在1995年以后国外进口开始逐年递增，截至2009年国内生产硼酸为13万吨，而同时国外进口量却接近18万吨，在这期问硼酸的年消费平均增长率约为14．5％。而在此基础之上原本一直比较稳定的国际硼酸市场价格，因为进口量占据主导地位等原因，开始产生了较大的波动，在2007年的时候硼酸的价格就曾大幅度的攀升，给许多行业造成极大的不利影响。
三、相关工艺介绍
我们看一下我国盐湖卤水提硼提锂工艺的发展情况。
(一)盐湖卤水的主要提硼方法
1．酸化法。酸化法主要有盐酸酸化和硫酸酸化两种主要的提取方法。它是利用酸的化学特性将卤水含有的硼转化成硼酸，同时在卤水中经过饱和后产生沉淀的结晶体，从而达到与卤水中其他物质的分离。
2．萃取法。这种方法的主要原理是经典分配定律，利用和水不相溶的萃取剂，使它与盐溶液之间接触及时，硼酸按照分配定律被分配在两相问的原理进行硼酸的提取。一般在提取的过程中还需要使用盐析剂进行辅助。
3．沉淀法。这是一种十分有效的提取方法，主要是利用化学反应产生沉淀从而提取。一般可以在溶液中添加沉淀剂，如：活性氧化镁、石灰乳等，然后在将沉淀用酸进行溶解，冷却后可以得到硼酸。
4．分级结晶法。这种方法是一种有针对性的提取方法，它主要适用于碳酸盐型的盐水湖。利用强制蒸发的方法，让盐水湖种不同的盐类在其适应的温度范围内进行逐级结晶分离，最后将含有硼的母液冷却，从而得到硼砂。
5．吸附法。它采用的是硼特效选择性离子交换树脂，先将从盐湖卤水中富集硼，然后利用稀酸溶液的性质把富集到的硼在树脂上进行洗脱，这样可以得到含有较高硼的溶液，最后将这溶液进行蒸发处理，等到冷却结晶以及干燥后就可以得到硼酸。
(二)提锂方法
1．溶剂萃取方法。目前有这种方法的关键是选择合适的萃取剂，之前我国有用丙酮萃取氯化锂的研究，主要是从中出去钙，镁的物质，并且获得了纯度较高的锂，同时回收率也很高。此外还有用磷酸三丁酯萃取的方法，但是其中仍还有一些技术需要解决。
2．沉淀法。其基本原理和之前提硼的沉淀方法很相似，通过蒸发浓缩，然后除去相关的杂质，加入碳酸钠沉淀，最后干燥得到碳酸锂。
3．离子交换吸附法。这主要是从含锂量相对较少的盐湖卤水中提取的方法，其中吸附剂是重要的环节，前些年因为锂的吸附剂的诸多缺点使得对其研究较少，近些年来，出现了以二氧化锰离子作为吸附剂的方法，并且有了较快的发展。
4．焙烧浸取法。其工艺过程是，首先将提硼后的卤水通过蒸发的方法除去其中一半的水，将得到的溶液进行干燥然后在700℃的环境下进行焙烧，时间为两个小时，得到的是氧化镁，接着加水用石灰乳除去相关的杂质，再加入纯碱最后沉淀出碳酸锂，进行烘干处理。
四、工艺比较分析
通过对于上述所说的相关工艺方法的介绍，我们可以对其中的一些方法进行一下比较和分析。
(一)盐湖卤水提硼的工艺方法
1．酸化法的两种方法之问进行比较，在现阶段的工业化生产中，硫酸法比盐酸发更具有优势，因为现在的硫酸提硼成本相对而言较低，利润大；并且在实际的提取过程中硫酸法的反应时间和冷却时间都要比盐酸法所用时间要短；盐酸方法虽然有提硼率高、酸碱值容易控制的优势，但是就工业化的生产来说这些优势并不能完全为企业获得更大的利润，因此，硫酸法具有更大的发展空间。
2．对于萃取法来说，它的回收率较高，并且萃取剂可以循环使用，好用的原材料较少，成本低，是一种较为经济的方法，可以在加工中低品位的含镁矿石和含硼卤水中广泛应用。
3．吸附法是一种运用技术比较成熟，回收率能达到90％的方法，但是该方法在经过树脂脱洗后溶液的含硼量较低，蒸发过程中损耗很大，要想在工业化的生产中取得更为广泛的应用需要对其技术进行进一步的研究。
(二)提锂方法是
1．溶剂萃取方法，这种工艺的一些技术还存在着缺陷，如用磷酸三丁酯萃取的方法，这种方法流程较长，对于设备的腐蚀性较大等。
2．沉淀法是一种工艺流程比较简单的方法，它不需要消耗其他原材料，同时蒸发过程中损失较少，只是在实际的成产工程中还需要进行进一步的检验，以保证提取的产品合格率更高。
