高中人教版化学选修2课件：第二单元 获取洁净的水

高中人教版化学选修2课件：第二单元 获取洁净的水

主题1获取洁净的水 2、你认为水污染还有其它原因吗？ 讨论 一、天然水的净化 实验：在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末，观察现象。写出有关的离子方程式。 KAl（SO 4 ） 2 = Al 3+ +K + +2 SO 4 2- Al 3+ + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3H + 分组实验2-1 结论：绿矾净水效果不如明矾 绿矾溶于水呈酸性，但碱性条件下更易氧化，使用时将 PH 调至9，变成效果更好的三价铁离子 水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负电荷，若向水中投加带相反电荷的电解质（混凝剂），可是污水中的胶体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。目前常用的混凝剂有：明矾、碱式氯化铝、铁盐等。 注意：含铝混凝剂处理饮用水的安全性。 硬水和软水 硬水 溶有较多量的钙离子，镁离子的水。 如矿泉水，自来水，以及自然界中的地面水和地 下水等。 软水 只溶有少量或者不含钙离子，镁离子的水。 如雨水，雪水，纯净水等。 返回 矿泉水和蒸馏水有什么区别？ 1实验 2、化学软化 硬度 硬度 最初硬度是指水能溶解肥皂的程度 现在主要指水中含钙离子镁离子的浓度 ☆ 硬度定义 1升水中含有10 mmgCaO 或者 相当于 10 mmgCaO) 称为1度（1 。 ) 硬度的种类 暂时硬度 CaCO 3 +H 2 O+CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 定义：由 Ca（HCO 3 ) 2 和 Mg（ HCO 3 ) 2 引 起的硬度 思考：暂时硬度可以用什么方法消除？ 桂林地区有很多的溶洞，是怎么形成的？ 溶洞中和附近的水有什么特点？ 煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCO 3 ) 2 ＝ CaCO 3 + H 2 O＋CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 ＝Mg CO 3 +H 2 O＋CO 2 请翻看书后的溶解度附表， 说出 CaCO 3 和 Mg CO 3 溶解度的差别。 CaCO 3 不溶， Mg CO 3 微溶 所以碳酸镁在进一步加热的条件下 还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。 Mg CO 3 +H 2 O = Mg(OH) 2 +CO 2 实验二 所以水垢的主要成分是 CaCO 3 和 Mg(OH) 2 ， 可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。 永久硬度 ？思考：钙和镁形成的可溶性盐还有哪些？ 还有：硫酸钙 硫酸镁 氯化钙 硝酸钙 硝酸镁 ？思考：可以也象暂时硬水那样煮沸消除吗？ 提示： 用反证法思考 比如说：假如氯化镁加热煮沸能反应的话， 生成什么物质？可能吗？ 定义： 由钙镁硫酸盐和氯化物引起的，不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。 水的硬度 看课本：水中有哪些阴离子？哪些阳离子？ 水的硬度往往是暂时硬度和永久硬度的总和。 ？ 如何区分蒸馏水，暂时硬水和永久硬水（不止一种方法） 阴离子有： HCO 3 - ，CO 3 2- ，Cl - ，SO 4 2- ，NO 3 - 等 阳离子有： Ca 2+ ,Mg 2+ 等 硬水和软水 硬水：硬度大于8度的水 软水：硬度小于8度的水 自然界中只有雨水、雪水这样的结晶水才是纯软水。 蒸馏水 暂时硬水 永久硬水 煮沸 蒸馏水和永久硬水 暂时硬水 永久硬水 肥皂水 蒸馏水 你还能想出其他方法来吗？ 返回 题3 3.有一最硬水，硬度是由碳酸氢镁引起的，测定硬度为30度。取一升这种水，常压下加热蒸发，最后得到残渣多少克？ 【分析】 硬度的计算是把镁离子折算成氧化钙，只含有 碳酸氢镁 的暂时硬水加热煮沸， 最后得到的残渣是 氢氧化镁 。 所以： 水中相当于含有钙离子的质量： m=30 度*10毫克/度=300毫克 钙离子看成是以氧化钙的形式，所以钙离子的物质的量为 n=300/56 毫摩尔 一个钙离子由一个镁离子折算得到，所以 n 镁离子 = n 钙离子 =300/56毫摩尔=0.3/56摩尔 最后镁离子转化为氢氧化镁，质量为： 0.32/56*58=0.31克 返回 硬水的危害 硬水与人体健康 长期饮用硬度过高的水对人体健康不利 高硬度水中与结合 SO ４ ２－ 有苦涩味，还会使人的肠胃功能紊乱，出现站是性的腹胀，排气多，腹泻等现象。久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现“水土不服”的现象，是因为北方不少地方饮用硬度比较高的地下水，而时间长了，胃肠逐渐适应后，这种现象就会随之消失。 那么硬水毫无是处了吗？ 不对，否则怎么会有那么多的人要买矿泉水喝呢？ 原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素 科学和医学家们还调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。 长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国规定：饮用水的硬度不得超过 25 度 硬水对我们的生产和生活也有很大的危害 洗涤———浪费肥皂 锅炉———结成水垢，危害生产 所以，我们必须将硬水进行软化。那么，就让我们接着学习硬水软化的方法吧！ 返回 硬水软化的方法 煮沸法 离子交换法 石灰-纯碱法 其他方法 返回 煮沸法 ( 复习 ) 煮沸暂时硬水时的反应： MgCO 3 ＋H 2 O = Mg(OH) 2 +CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 ＝ CaCO 3 +H 2 O＋CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 ＝Mg CO 3 +H 2 O＋CO 2 仅仅适用于软化 硬水 暂时性 返回 离子交换法 无机离子交换剂 （例如沸石） 离子交换剂 有机离子交换剂 碳质离子交换剂 　　 　离子交换树脂 　　 ——磺化煤 （黑色颗粒，不溶于酸碱） 碳质离子交换剂：磺化煤 NaR 烟煤和褐煤用发烟硫或 浓硫酸处理后的产物 钠离子可以交换水中的钙镁离子 交换 交换： 2 NaR+Ca 2+ =CaR 2 +2Na ＋ 2NaR+Mg 2+ =MgR 2 +2Na + 交换过程 离子交换柱 硬水 离子交换剂 离子交换柱 软水 返回 交换过程 钠离子 镁离子或钙离子 磺化煤颗粒 返回 Look Here ！ Look Here ！ Look Here ！ Look Here ！ 再生 交换并非是无止境的。 当交换后的水不再符合软水的标准时， 磺化煤就失效了，需要 再生： 用8％～10％的食盐水浸泡 磺化煤交换剂。 CaR 2 +2Na ＋ =2NaR+Ca 2+ MgR 2 +2Na + ＝2NaR+Mg 2+ 再生过程是交换过程的逆过程。 水质变化 思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？ 交换： 2 NaR+Ca 2+ =CaR 2 +2Na ＋ 2NaR+Mg 2+ =MgR 2 +2Na + 思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？ 交换： 2 NaR+Ca 2+ =CaR 2 +2Na ＋ 2NaR+Mg 2+ =MgR 2 +2Na + 水质变化： 原水硬度降低 阴离子基本不变 钠离子数目大大增加 磺化煤缺点：不耐热，交换容量小，再生剂消耗大。 交换容量和原水硬度以及再生水平有关，影响因素较多。 优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。 按类型分： 阳离子交换树脂 （ Na 型， H 型） 离子交换树脂 阴离子交换树脂 （ OH 型） 按结构分： 交换剂本体 离子交换树脂 交换基团 性状：透明或半透明，颜色有黄色，白色 等，形状 有交换膜，球状，柱状等 用途：纯水制取（ H 型＋ OH 型）硬水软化， 原料提纯，有机合成等。 缺点：原水硬度和碱度高时，经济效益不 好。 返回 离子交换树脂 石灰—纯碱法 工业上也用化学药剂来软化硬水。 CaO 白色粉末 CaO+H 2 O=Ca(OH) 2 ( 避免灰尘污染) 返回 想想还有哪些可能发生的反应？ 家用简易净水器 课外探索 1、了解家用简易净水器的工作原理。 2、利用滤纸、木炭粉、细沙、沙砾、碎石、棉花等物品制作简易过滤器。 。 每一层分别放上：滤纸、木炭粉、细沙、沙砾、碎石、棉花等