(苏教版)[ckzd]2015-2016学年高二化学选修2(浙江专用)课件：1.2+硬水软化

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探究点一
探究点二
阅读该纯净水生产线的有关资料: 资料:反渗透器的核心部件是 RO 芯,RO 芯是由多层反渗透复合膜组成的, 原用于太空宇航员进行废水再生。RO 芯的孔径很小,大约是普通细菌的 1/600,细小固体、有机物杂质不能透过,简单离子、水可以通过。生产时为 保证成品的质量,通常控制水压使成品产率在 50%左右。 RO 芯部分工作参数如下:
1 000 mL × 1.5× 10-4 mol,进一步可计算出氧化钙的质量 25.00 mL 1 000 mL g· mol-1× × 1.5× 10-4 mol=336× 10-3 g=336 mg。 25.00 mL
m(CaO)=56
答案:(1)纯净水也可能含有少量的杂质。 (2)该地下水的硬度为 336 mg· L-1,不符合要求。
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探究点一
探究点二
水的硬度的来源 天然水与空气、岩石和土壤等长期接触,其中溶解了许多杂质,如无机盐类、 某些可溶性有机物以及气体等,通常含有 Ca2+、Mg2+等阳离子和 HCO3 、 CO3 、SO4 、Cl-、NO3 等阴离子。不同地区的天然水里含有这些离子的种 类和数量不同。一般地说,地下水、泉水中含 Ca2+、Mg2+较多,而雨水、河 水、湖水中含 Ca2+、Mg2+少一些。通常按水中 Ca2+、Mg2+的多少,把天然 水分为硬水和软水。含有较多 Ca2+、Mg2+的水叫做硬水;含有少量 Ca2+、 Mg2+或不含 Ca2+、Mg2+的水叫做软水。
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【例题 2】 某种纯净水生产线的主要工艺流程如下图所示:
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探究点一
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探究点二 硬水软化的方法
硬水软化的方法通常有加热法、药剂法和离子交换法等。 (1)具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 MgCO3+H2O CaCO3↓+CO2↑+H2O MgCO3↓+CO2↑+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑
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探究点一
探究点二
用离子交换树脂软化硬水的步骤 用离子交换树脂软化硬水的时候先让水通过阳离子交换树脂,这样硬水中 的 Ca2+、Mg2+等阳离子先与阳离子交换树脂中的 H+起离子交换作用,然后 硬水中的 HCO3 、Cl-、SO4 等阴离子与阴离子交换树脂中的 OH-起离子交 换作用。若顺序反过来,则硬水中的 Ca2+、Mg2+等阳离子与阴离子交换树 脂中的 OH-起反应,而生成沉淀,影响离子交换的效率。
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探究点一
探究点二
解析:(1)纯净水是含有少量杂质的水,所以也是软水。 (2)设钙离子的物质的量为 x。 Ca2+ + Y CaY2+ 1 mol 1 mol x 0.010 00 mol· L-1× 15.00× 10-3 L 解得:x=1.5× 10-4 mol,则 1 L 水中含有钙离子的物质的量 n(Ca2+)=
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探究点一
探究点二
探究点一 硬水的分类及危害
如果水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的,这种硬度叫做暂时 硬度;如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做 永久硬度。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。 水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如,洗涤用水如果硬度太高,水中 的 Ca2+、Mg2+与肥皂反应生成不溶于水的物质,不仅浪费肥皂,也洗不干净 衣物。在工业上对水的硬度也有要求,如锅炉用水如果硬度太高,长期烧煮 后,水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢,使锅炉内金属管道的导热能力 大大降低,不但浪费燃料,而且会导致管道局部过热,使锅炉管道变形或损坏, 严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重要。
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3.暂时硬度和永久硬度。 暂时硬度:水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 引起的。 永久硬度:水的硬度是由钙、镁的硫酸盐或氯化物等引起的。 天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。 4.总硬度试纸的使用。 使用水的总硬度试纸可快速检测一般地表水和饮用水的总硬度。 将试纸浸入水样,1 s 后取出,放置 3 min 后,与标准色阶相比即可得出水样的 总硬度。
硬度 铁 游离氯 有机物 … <1.7 mg· L-1 <0.1 mg· L-1 0.1 mg· L-1 <1 mg· L-1 …
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探究点二
回答下列问题: (1)纯净水一定是不含任何杂质的水吗? (2)水中的 Ca2+和 Mg2+是引起水的硬度的主要因素,硬度的表示方法是:将水 中的 Ca2+和 Mg2+都看作 Ca2+,并将其质量折算成 1 L 水中含有的 CaO 的质 量。可用一定浓度的 Y 溶液进行滴定,Y 跟 Ca2+和 Mg2+都以等物质的量完 全反应。 该工厂现用地下水生产纯净水,取地下水样品 25.00 mL,用 0.010 00 mol· L-1Y 溶液滴定,完全反应时消耗 Y 溶液 15.00 mL。试判断该地下水是 否可直接用来生产纯净水?
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(3)离子交换法的特点和应用。 ①特点:离子交换树脂使用一段时间后就失去了软化硬水的能力。 可用强酸 或者强碱的稀溶液处理使之再生,即发生上述离子交换反应的逆反应。 这种 软化硬水的方法具有比药剂软化法质量高、设备简单、占用面积小、操作 方便等优点。 ②应用:离子交换法是目前常用的硬水软化方法,使用比较普遍。例如软化 机软化水和实验室去离子水的制备。 一条柔软的毛巾,用久了,就会变得又干又硬,应该如何处理? 在我们的生活用水中,往往溶解有许多种矿物质,其中含钙、镁盐较多的水 叫硬水。自来水、河水和井水都是天然硬水。洗脸用的香皂中的主要成分, 溶于水后会和钙、镁结合,形成不溶于水的沉淀物。时间久了,这些沉淀物 就会一点一点地积存在纤维中间,使毛巾变得干硬。 把发硬的毛巾放进醋水 中煮,能使沉淀物脱落,毛巾会重新变软。
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一、暂时硬度和永久硬度
1.天然水中钙、镁离子的作用。 天然水中含有钙、镁等离子,含有少量 Ca2+、Mg2+的水对人体是有利的。 Ca2+可以补充牙齿和骨骼所需要的钙,Ca2+、Mg2+能减缓铁制输水管道上铅 的溶出。但有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子,这种水叫做硬水。 这种水不宜洗涤衣物。 工业锅炉若使用硬水,容易沉积水垢。 锅炉壁上形成 水垢后,不但浪费燃料,甚至可能引起锅炉爆炸。 2.硬水和软水。 硬水:含有较多 Ca2+、Mg2+的水。 软水:含有少量 Ca2+、Mg2+或不含 Ca2+、Mg2+的水。
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1.知道硬水和软水,了解水的硬度、 暂时硬度和永久硬度,知道硬度的表示方 法和简单的测定方法。 2.了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。正确书写硬水 软化的有关离子方程式。 3.了解硬水对生产生活用水的影响。能用相关化学知识解释日常生活中一 些和水的硬度有关的现象。 4.能正确使用总硬度试纸测定水的硬度。