揭開凈水器的神秘面紗

河北省唐山市第十二中學(xué)尹景彥

揭開凈水器的神秘面紗

河北省唐山市第十二中學(xué)尹景彥

媽媽告訴亮亮她在商場(chǎng)看上一款凈水器，銷售人員把自來水放入一個(gè)叫電解器的小裝置中，不一會(huì)兒就出現(xiàn)了惡心的灰綠色絮狀物，而從凈水器中流出來的水放進(jìn)去只出現(xiàn)淡淡的黃色。銷售人員解釋說，水變臟是因?yàn)樗泻兄亟饘?、?xì)菌等雜質(zhì)，絮狀物越多說明水越不干凈。亮亮有些懷疑，便請(qǐng)教了老師。老師告訴他這是一個(gè)騙局，即使瓶裝礦泉水放進(jìn)去也會(huì)出現(xiàn)絮狀物，并且她還指導(dǎo)亮亮做了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)名稱：自來水、礦泉水、純凈水電解大揭秘。

實(shí)驗(yàn)用品：學(xué)生電源，導(dǎo)線若干，燒杯3個(gè)，圓形厚紙片3個(gè)，鐵釘6個(gè)，砂紙，鑷子，稀鹽酸，自來水，礦泉水，純凈水。

實(shí)驗(yàn)過程：（1）將3個(gè)鐵釘用砂紙打磨后放在稀鹽酸中浸泡一段時(shí)間，除去表面鍍的金屬鋅，再用鑷子將鐵釘取出，用自來水沖洗干凈，備用。

（2）分別在甲、乙、丙3個(gè)燒杯中放入200 mL自來水、200 mL礦泉水和200 mL純凈水，并將圓形厚紙片蓋在燒杯上。

（3）用鐵釘在紙片上穿兩個(gè)孔，使鐵釘能夠懸掛在紙片上。

（4）每個(gè)紙片上插兩個(gè)鐵釘，一個(gè)表面鍍鋅已被除去的鐵釘與電源的正極相連，另一個(gè)表面鍍鋅的鐵釘與電源的負(fù)極相連。

圖1

圖2

圖3

（5）將3個(gè)燒杯分別連在學(xué)生電源上，調(diào)整電壓到24 V，打開電源開關(guān)，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：（1）如圖1所示，甲燒杯的水中出現(xiàn)灰綠色絮狀物，與電源負(fù)極相連的鐵釘表面有大量氣泡產(chǎn)生。

（2）如圖2所示，乙燒杯的水中出現(xiàn)紅褐色絮狀物，與電源負(fù)極相連的鐵釘上有少量氣泡產(chǎn)生。

（3）如圖3所示，丙燒杯中的水變成淡淡的黃色，與電源負(fù)極相連的鐵釘上有極少量氣泡產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)分析：陰極（與電源負(fù)極相連）的電極反應(yīng)是：2H++2e=H2↑，所以看到有氣泡產(chǎn)生；陽極（與電源正極相連）的電極反應(yīng)是：Fe-2e= Fe2+，所以鐵溶解；陽極生成的Fe2+向陰極移動(dòng)，陰極生成的OH-向陽極移動(dòng)，在兩電極中間相遇發(fā)生反應(yīng)：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓（白色沉淀）；由于Fe(OH)2極不穩(wěn)定，很容易發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3↓（紅褐色沉淀），所以白色沉淀很難觀察到，而我們只看到了灰綠色（或紅褐色）沉淀。

自來水中離子多，導(dǎo)電能力強(qiáng)，反應(yīng)快，水中Fe(OH)2和Fe(OH)3混合在一起就形成灰綠色沉淀，現(xiàn)象明顯。礦泉水中離子少，導(dǎo)電能力弱，反應(yīng)慢，因此我們沒有看到Fe(OH)2白色沉淀，只看到極少量的Fe(OH)3紅褐色沉淀。純凈水理論上不導(dǎo)電，但實(shí)際生活中的純凈水中也有離子，生成的Fe2+被氧化成Fe3+，由于濃度太低，不能形成沉淀，所以我們只看到水中有淡淡的黃色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自來水中離子含量較多，礦泉水中離子含量較少，純凈水中幾乎不含離子。

應(yīng)用與拓展：自來水通過凈水器凈化后就變成了純凈水。比如家用凈水機(jī)，一般都是采用多級(jí)濾芯技術(shù)，可以有效地過濾水中的泥沙、礦物質(zhì)、微生物、真菌、鎘、鉛等重金屬有害物質(zhì)。因?yàn)樗M(jìn)行了多次凈化，在濾過雜質(zhì)的同時(shí)，把水中本來存在的對(duì)人體有益的礦物質(zhì)也濾掉了。而水中一些礦物質(zhì)是人體必需的，飲用純凈水就不能補(bǔ)充人體必需的這些礦物質(zhì)。所以，長期飲用純凈水不利于人體健康。