揭开净水器的神秘面纱

河北省唐山市第十二中学尹景彦

揭开净水器的神秘面纱

河北省唐山市第十二中学尹景彦

妈妈告诉亮亮她在商场看上一款净水器，销售人员把自来水放入一个叫电解器的小装置中，不一会儿就出现了恶心的灰绿色絮状物，而从净水器中流出来的水放进去只出现淡淡的黄色。销售人员解释说，水变脏是因为水中含有重金属、细菌等杂质，絮状物越多说明水越不干净。亮亮有些怀疑，便请教了老师。老师告诉他这是一个骗局，即使瓶装矿泉水放进去也会出现絮状物，并且她还指导亮亮做了如下实验。

实验名称：自来水、矿泉水、纯净水电解大揭秘。

实验用品：学生电源，导线若干，烧杯3个，圆形厚纸片3个，铁钉6个，砂纸，镊子，稀盐酸，自来水，矿泉水，纯净水。

实验过程：（1）将3个铁钉用砂纸打磨后放在稀盐酸中浸泡一段时间，除去表面镀的金属锌，再用镊子将铁钉取出，用自来水冲洗干净，备用。

（2）分别在甲、乙、丙3个烧杯中放入200 mL自来水、200 mL矿泉水和200 mL纯净水，并将圆形厚纸片盖在烧杯上。

（3）用铁钉在纸片上穿两个孔，使铁钉能够悬挂在纸片上。

（4）每个纸片上插两个铁钉，一个表面镀锌已被除去的铁钉与电源的正极相连，另一个表面镀锌的铁钉与电源的负极相连。

图1

图2

图3

（5）将3个烧杯分别连在学生电源上，调整电压到24 V，打开电源开关，观察现象。

实验现象：（1）如图1所示，甲烧杯的水中出现灰绿色絮状物，与电源负极相连的铁钉表面有大量气泡产生。

（2）如图2所示，乙烧杯的水中出现红褐色絮状物，与电源负极相连的铁钉上有少量气泡产生。

（3）如图3所示，丙烧杯中的水变成淡淡的黄色，与电源负极相连的铁钉上有极少量气泡产生。

实验分析：阴极（与电源负极相连）的电极反应是：2H++2e=H2↑，所以看到有气泡产生；阳极（与电源正极相连）的电极反应是：Fe-2e= Fe2+，所以铁溶解；阳极生成的Fe2+向阴极移动，阴极生成的OH-向阳极移动，在两电极中间相遇发生反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓（白色沉淀）；由于Fe(OH)2极不稳定，很容易发生反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3↓（红褐色沉淀），所以白色沉淀很难观察到，而我们只看到了灰绿色（或红褐色）沉淀。

自来水中离子多，导电能力强，反应快，水中Fe(OH)2和Fe(OH)3混合在一起就形成灰绿色沉淀，现象明显。矿泉水中离子少，导电能力弱，反应慢，因此我们没有看到Fe(OH)2白色沉淀，只看到极少量的Fe(OH)3红褐色沉淀。纯净水理论上不导电，但实际生活中的纯净水中也有离子，生成的Fe2+被氧化成Fe3+，由于浓度太低，不能形成沉淀，所以我们只看到水中有淡淡的黄色。

实验结论：自来水中离子含量较多，矿泉水中离子含量较少，纯净水中几乎不含离子。

应用与拓展：自来水通过净水器净化后就变成了纯净水。比如家用净水机，一般都是采用多级滤芯技术，可以有效地过滤水中的泥沙、矿物质、微生物、真菌、镉、铅等重金属有害物质。因为它进行了多次净化，在滤过杂质的同时，把水中本来存在的对人体有益的矿物质也滤掉了。而水中一些矿物质是人体必需的，饮用纯净水就不能补充人体必需的这些矿物质。所以，长期饮用纯净水不利于人体健康。