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1、中学化学实验废液处理方法研究1引言随着社会经济的不断发展，人类的工业化水平不断提高，但是工业化对于环境的污染也逐渐加强，各类污染事件的层出不穷让人们的环保意识逐渐提升，国家对于低碳生活的提倡更是将环境保护工作上升到国家的层面，其目的就是为人民群众提供一个健康、舒适的生活环境。因此，在日常生活中，我们应该从身边的小事做起，为国家的环保事业贡献出一份力量。化学药品是环境污染大户之一，但是在目前的中学化学实验中，却普遍存在着随意倾倒化学药品的现象，这些药品虽然数量较少，但仍能对周围环境造成一定程度的破坏，所以，作为一名新时代的中学生，应积极建立自身的环保意识，加强对有关知识的学习和研究，做好实验废液
2、的处理工作。本文介绍了一种，通过新型废液处理箱来处理化学实验废液的方法，目的就是尽可能减少实验废液对环境的污染，为环保工作贡献自己的一份力量。2.实验常用废液的处理方法（1）含铬废液的处理含铬的废液中主要含有Cr+和Cr+两种价态的重金属。我们可以通过向含铬废液中加入还原剂，如硫酸亚铁、亚酸氢钠、二氧化硫，在酸性条件下还原为Cr，然后加碱如NaOH、NaCO等调节pH值，使Cr+形成低毒的Cr（OH）沉淀。反应为：CrO+6Fe+14H+=2Cr+6Fe+7HO然后加入适量碱液调节溶液的pH值，并在适当的温度下加少量的HO或通以空气，并不断搅拌。最后将溶液中过量的Fe+氧化为Fe+，并以Fe（
3、OH）、Fe（OH）和Cr（OH）形式沉淀共同析出。沉淀物经脱水处理后，可得组成符合铁氧体组成的复合氧化物，沉淀经脱水干后可以用焙烧法进行处理。（2）含氰废液的处理浓度较低的氰化物废液可以先加入NaOH调节pH值在10以上，再加入HClO充分搅拌，使有毒的CN变成无毒的CO和N。反应为：NaCN+NaOH+HClO=NaCNO+NaCl+HONaCNO+2HClO=2CO+N+H+2NaCl（3）含碘废液的处理在对溶液进行过滤后，将固体粗碘直接加热升华，并将剩余的碘水溶液通过萃取、分馏得到碘的四氯化碳溶液。2SO+I=SO+2I，2Fe+2I=2Fe+I （4）重金属废液的处理 对于Cr+Ba
4、+Pb+Ni+Cd+Cu+Zn+等重金属离子可与石灰乳作用，将pH调至89,可形成不溶的沉淀物。例如:Pb+Ca(OH) =Pb(OH) +Ca+Pb(OH) +CO (空气中)=PbCO+HO（5）氰化物的处理 氰化物在酸性条件下，易产生有剧毒的氰化氢，对人体危害大，一般在碱性条件下，加入次氯酸钠，氰化物可转变为毒性较小的氰酸盐，进而产生二级分解CN-+ClO-pH10CNO-+Cl-2CN-+3CLO-+HOpH：7.58 N+3Cl-+2HCO-3（6）六价铬的处理 六价铬在酸性条件下，具有强氧化性,在废液中加入SO或亚铁盐或亚硫酸盐等还原剂，将Cr+还原为Cr+后，加入碱转化为低毒的氢
5、氧化铬例如:HCrO+6FeSO+6HSO=Cr (SO) +3Fe (SO) +7HOCr (SO) +6NaOH=2Cr(OH) +3NaSO（7）酸、碱废液的处理化学实验室 内最常见就是酸、碱废液，这此废液常被用做清洗剂。经过大量水洗涮后浓度极稀，可直接进行排放。浓度较高的酸碱废液在平时应分开贮存，再中和处理。混合液PH值在6.58.5之间，才可达到排放标准。（8）汞及含汞废液的处理在清除散落的汞时，用在硝酸汞的酸性溶液中浸过的薄铜片、粗铜丝收集于烧杯中，再用水覆盖。而对于地面上难以收集的微小汞珠，应尽快喷上20%三氯化铁的水溶液，干后再清除干净。（9）含银废液的处理在废液中通过HCl调
6、节pH值，加NaCl得到沉淀，将得到的白色固体用硝酸洗涤后过滤回收。（10）含Ag+的废液的处理 废液中在加入氯化钠，搅拌使之充分沉淀后过滤，滤渣再进一步提取金属银。3新型处理箱的工作原理与性能随着新课改的深入进行，教材与实践相结合的教学方法已经成为了教育工作的主流趋势，尤其是在中学化学教学中，更是进一步增加了实验课所占的比重，这在进一步提高学生对相关理论知识认识的同时，也产生了实验废液随意倾倒等问题。但是无论是教师还是学生，对这一现象的关注度并不是很高，这些带有强酸或强碱性的废液直接排入下水道，不仅会对管路造成腐蚀，还会对水体和土质造成污染。因此，笔者设计了一个化学废液处理箱，下面就对其原理
7、进行介绍。3.1 新型废液处理箱的工作原理废液处理箱的工作原理详见图1。图1 废液处理箱的工作原理图1 为该处理箱的正视图，从图中我们可以看到，在进行处理时，化学废液从漏斗孔E处流入处理箱，并在引流1导管的作用下进入1号集合池。图中的G处为一个测定pH值的电子指示器，目的是对废液的酸碱度进行测量，以便操作人员选择下一步的操作方法和流程。一般来说，废液的化学性质主要包括以下几种情况：（1）有机主体废液偏酸性；（2）有机主体废液偏碱性或中性；（3）无机废液酸性；（4）无机废液碱性；（5）无机废液的pH值在5.88.6之间；如果实验废液的主体是无机废液，那么就将阻流塞A关闭，将B打开；如果实验废液的
8、主题是有机废液，则将阻流塞B关闭，将A打开；这样做的目的是为了将废液分成有机酸碱性与无机酸碱性两类，并分别引入到A通道和B通道，以便进行下一步的处理。3.2有机废液的处理过程在导管1与导管3的引流作用下，有机废液会流入装置5当中，图中标号2的位置设置的是装有氢氧化钙粉末的橡胶球状袋，在自然状态下是垂下的，如果pH指示为酸性，则需先将其持平挤压，再进行放流。当废液从装置5流入3号集合池后，需要先使其静置一段时间。如果在实验中用到了氰化物，则应从位于装置5上方的微调孔向其内部加入次氯酸钠（漂白粉），从而促使氰化物分解。在出口H处要设置正乙烷，当2号阀门打开后，废液就会与正乙烷发生反应，并分离出其中
9、的杂志，进而得到浓度更低的有机废液，杂质需进行焚烧处理。在F处设置的是煤粉等活性污泥，这样就能够除去流向C中废液中所包含的油脂性悬污物，经过处理的废液会流向有机2号废液处理池。另外，还有一种特殊情况就是当废液的主体为乙醇、乙酸、动植物性油脂、蛋白质及淀粉等稀溶液时，需要将出液口对准下端的回收皿将整个处理箱向左侧翻转，在经过微生物的分解作用后，该部分溶液经过稀释处理后即可排放。3.3无机废液的处理过程当废液由B口流入后，设置在3处的活性炭会有效吸附废液中的悬浊颗粒，经过初步处理的废液会流入2号集合池。为了调节废液的下流速度，在集合池的上端设置了内陷节管。根据反应类型的不同，可向2号集合池中滴加相
10、应的溶液来使废液中的金属离子发生沉淀:（1）Mg+、Fe+、NaOH溶液（2）Be+、Ti(IV)、ND(IV)、Sn(IV)NHHO溶液（3）若要处理铁的含氰配合物废液加入漂白粉待反应结束后，打开阀门废液再次使废液发生中和用作，并将中和后的溶液从出口6处排放出去。操作的具体流程详见图2 。图2 操作的具体流程4新型废液处理箱的优点（1）该处理箱能够一次性处理大量的实验废液，不仅节约时间，也能提高处理效率，避免造成学生学习时间的不必要浪费。（2）处理方法和操作方式都比较简单，有利于学生对其进行迅速的掌握。（3）处理箱内的部分药品能够循环使用，不仅提高了利用率，降低了使用成本，也减少了对环境的污
11、染。（4）处理箱内的不同流向导管采用不同方向放置法引流,易于学生、教师的理解和撑握。（5）能够在同一时间对有机溶液和无机溶液进行处理，节约了大量的处理时间。5可回收类液体实验我们以对四氯化碳水溶液的萃取为例子，对实现方法和步骤进行简要说明。具体操作步骤：（1） 用蒸馏法对I的CC溶液进行分离,再将蒸馏后的浅红色CC液体全部装入烧杯中。（2）向烧杯中加入少量颗粒状或块状(便于过滤)的活性炭，将其静置直到烧杯中溶液的浅红色消失。（3）进行杂质的过滤，即可得到无色透明的CC液体。通过实验可得出结论：四氯化碳污染将影响污染区土壤的质量及性能。探究过程：（1）使用传统的蒸馏法控制温度在80以下锥形瓶中得
12、到的是浅红色的液体。显然，有少量的碘单质受热混入了CC中。（2）利用活性炭的吸附性来讲溶液中的浅红色褪去。（3）过滤后液体纯度分析达到标准。6研制新型废液处理箱的意义6.1实用性（1）该处理箱的工作原理含概高中化学液体实验废液与回收两方面内容，且操作方法简单，实用性高。（2）该处理箱主要通过酸碱平衡，木炭吸附，反应沉降等方式降低废液污染性，所用的材料都非常便宜且容易获得。（3）经过处理箱处理后的废液污染指数明显下降，具备良好的环保性能。6.2先进性（1）采用pH电子指示的方法，反映出学科的综合性和设计者的创新理念。（2） 非一次性完全处理，但处理完后的废液对下水道腐蚀性和对环境的污染将大大降低
13、。（3）采用了多处理箱和多导管引流的方式，对废液进行分类处理，操作目的明确。6.3创新性（1）目前对于高中化学实验废液处理办法还不是非常多，对于这一方面的重视程度也不够高。（2）打破以往大量水冲洗处理废液的传统，实现了废液处理的集中化、小型化、实验室化，更符合高中化学的教学要求。（3）完全创新的废液处理箱，是本方案的最大亮点，该箱一次处理废液的总量大、效率高，处理效果较好。7 结语 中学生是祖国的未来，是民族的希望，在全民环保的时代背景下，中学生更应该发挥自身作用，努力将所学知识用到实际生活和学习中来，为环保事业贡献出自己的力量。虽然本次设计已经达到了一定效果，但是仍需进行不断的完善和改进，以便进一步提高其使用性能，为降低化学实验室的污染发挥出更大的作用。参考文献：
