大化实验(3)___聚合硫酸铁的制备及其混凝性的测试

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1、大学化学实验（3）实验论文【大学化学实验Ⅲ】综合实验报告论文—聚合硫酸铁的制备及其混凝性的测试学院：化学与化工学院专业班级:无机102班姓名:王鹭学号:100811041710大学化学实验（3）实验论文目录1、摘要32、引言43、实验目的44、实验原理44.1聚合硫酸铁的制备原理44.2聚合硫酸铁的制备方法65.实验步骤：75.1.FeSO4的制备75.2.聚合硫酸铁的制备75.3、聚合硫酸铁各项主要性能指标的测定：75.4、聚合物硫酸铁的混凝效果实验86.实验仪器和试剂87.实验过程88.实验结果及数据处理109.实验讨论1

2、010.参考文献1110大学化学实验（3）实验论文聚合硫酸铁的制备及混凝性能测试1、摘要:聚合硫酸铁分子式：[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(其中n<2,m=f(n))。聚合硫酸铁是一种新型、优质、高效铁盐类无机高分子混凝剂。聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液。聚合硫酸铁的作用---主要用于生活饮用水及工业用水的净化。也可对各种工业废水与城市污水(如食品、皮革、矿山、冶金、印染、造纸、石油等废水)进行净化处理,在水处理领域中有着良好的应用前景，研究聚合硫酸铁的

3、制备方法及其反应各方面的因素，并从其制备过程中学习无极聚合物密度、黏度、浊度的测定等方法。聚合硫酸铁广泛应用于、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等净化处理。关键字:聚合硫酸铁混凝剂无机高分子水处理2、引言:我国是一个水资源短缺的国家，人均水占有量只有世界人均占有量的1/4，且随着工农业生产的发展，水污染也日趋严重，因而地表水处理和污水处理会用日益受到重视，水处理剂的用量不断增大，所以新型混凝剂的研究与开发越来越受到人们的关注。聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁,是一种无机高分子絮凝剂。与其他絮凝剂如三氯化

4、铁,硫酸铝,氯化硫酸铁，碱式氯化铝等相比，聚合硫酸铁生产成本低、投加量少、适用PＨ范围广、杂质（浊度、COD、悬浮物等）去除率高、残留物浓度低、矾花沉降速度快、脱色效果好，因而广泛应用于工业废水、城市污水、工业用水以及生活饮用水的净化处理。本研究采用强氧化剂直接氧化法制备PFS,探索制备过程中各种因素对反应的影响，寻求合理的制备条件。研究此混凝剂应用于废水处理过程中各种因素的影响和最佳处理条件，为推广应用提供依据。3、实验目的：3.1、了解无机高分子的制备方法；通过实验逐步树立废物利用、变废为宝的思想。3.2、熟练称量、溶解、

5、加热、抽滤、蒸发、结晶等基本操作。3.3、正确使用粘度计、浊度计、学会无机聚合物密度、粒度、浊度的测定方法，熟练酸度计的使用。3.4提高资料查阅的综合实验报告撰写能力。4、实验原理：4.1聚合硫酸铁的制备原理10大学化学实验（3）实验论文聚合硫酸铁是一种新型无极高分子净水混凝剂，他是红棕色粘稠液体，可由铁与稀硫酸作用生成硫酸亚铁，再用硫酸亚铁在硫酸溶液中控制一定酸度的条件下聚合制得。（1）硫酸铁的制备铁屑与稀硫酸作用生成硫酸亚铁：Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑硫酸亚铁在硫酸溶液中被氧化剂氧化为硫酸铁：FeSO4+1/2S

6、O-24→1/2Fe2(SO4)3（2）制备聚合硫酸铁反应中每摩尔硫酸亚铁需要0.5mol硫酸，如果硫酸用量小于0.5mol，则氧化时，氢氧根取代硫酸根而产生碱式盐。它易聚合而产生聚合硫酸铁：6FeSO4+KClO3+3(1-n/2)H2SO4==3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+3(1-n)H2O+KClm[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]→[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m因此，在反应中，总硫酸根的物质的量和总铁物质的量的比值：（总SO-24/总Fe）应小于1.50从反应中可以得出，总硫酸跟物质的量

7、和总铁物质的量得比值不能高于1.50，这样才能生成碱式硫酸铁。硫酸亚铁在硫酸溶液中可被氧化成硫酸铁，若在氧化反应过程中硫酸与硫酸亚铁摩尔比大于3/2,则Fe3+不会发生水解，就会影响碱式硫酸铁的制得，从而影响到聚合硫酸铁的获取。对此反应中的硫酸亚铁的氧化可采用多种方法进行，如在催化剂存在下用空气氧化、用氧化剂氧化（双氧水、次氯酸钠、氯酸钠、硝酸等）以及电解氧化法等，本实验采用的是氯酸钾作为氧化剂进行反应制取的。如下图：催化氧化反应(慢反应):2FeSO4+H2SO4+1/2O2→Fe2(SO4)3+H2O(1)水解反应(快反应

8、):Fe2(SO4)3+nH2O→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+n2H2SO4（2）其中:n≤2聚合反应(快反应):m[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]→[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m（3）其中:n≤2,m≥f(n)反应中的（1）反应式催化氧化进行较