含酚废水是一种污染范围极广的工业废水,煤气厂、焦化厂、石油化工厂等在其生产过程中均会产生,若未经处理直接排放会对环境等带来严重危害。苏教版《有机化学基础(选修)》教材在“酚的性质和应用”中设置了“含酚废水处理”的活动与探究实验以及拓展视野栏目,旨在进一步让学生认识含酚废水的处理方法,培养学生将化学知识转化为化学技术解决工业实际问题的能力,提高学生的技术素养。其中,“活动与探究”的实验2为活性炭吸附苯酚方案,主要操作为:向6mL含有苯酚的废水中滴加几滴FeCl3溶液……加入少量活性炭,振荡后静置,观察实验现象。
实验后的酚铁盐溶液紫色变浅(或褪去),现象对比明显,教材欲以此说明活性炭对废水中的苯酚具有吸附作用。但实际教学中学生有质疑,把酚铁盐溶液的褪色原因只简单归为活性炭吸附苯酚——这样的认识不严谨,可能的解释包括:(1)因吸附苯酚而褪色;(2)因吸附Fe3+而褪色;(3)因吸附酚铁配合离子而褪色;(4)前面几种可能性的综合结果。为此,进一步进行实证探讨。
向6mL含苯酚的废水(8000mg·L-1)中加入约0.5g活性炭,振荡、静置后用试管取3mL上层清液,再用另一试管取等量未处理过的废水。然后向两试管中各滴加2滴FeCl3溶液,观察溶液的颜色变化并对照。
改进后的方案在保证探究实验科学性和严密性的同时,实验对比效果也很明显,能充分地展示出活性炭对苯酚良好的吸附性能,从而让学生更真切地感悟工业上吸附法处理含酚废水的原理。