高中化学选修2化学与技术-第二单元化学与资源开发利用-获取洁净的水

高中化学选修2化学与技术-第二单元化学与资源开发利用-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？ 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（SO4）2= Al3+ +K++2 SO42- Al3+ + 3H2O 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10mmgCaO 或者相当于10mmgCaO)称为1度（1。) 硬度的种类 暂时硬度 J CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2 * 定义：由Ca（HCO3)2和Mg（ HCO3)2引 起的硬度 L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(HCO3)2 ＝CaCO3 +H2O＋CO2 Mg(HCO3)2 ＝MgCO3 +H2O＋CO2 请翻看书后的溶解度附表， 说出CaCO3 和MgCO3 溶解 度的差别。 CaCO3不溶， MgCO3 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。 MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 +CO2 实验二 所以水垢的主要成分是CaCO3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：HCO3 -，CO3 2-，Cl-，SO4 2-，NO3 - 等 阳离子有：Ca2+ ,Mg2+ 等 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33.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？ 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SO４ 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) 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： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+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 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。 CaR2+2Na ＋=2NaR+Ca2+ MgR2+2Na +＝2NaR+Mg2+ 再生过程是交换过程的逆过程。 水质变化 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 离子交换树脂 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） 结构 交换剂本体 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 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+H2O=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 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