全优指导高中化学选修2课件：2-1 获取洁净的水 推荐
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高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.1 获取洁净的水课件2 新人教版选修2.pptx
Ca(HCO3)2 CaCO3↓＋CO2↑＋H2O Mg(HCO3)2 2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O MgCO3＋H2 O Mg(OH)2↓＋CO2↑
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药剂法——具有永久硬度的水可采用药剂法。
药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂， 与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、 Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的 目的。
常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业 锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方 法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。
11
【科学探究】
有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有 MgCl2和CaCl2，你能设计出软化水的实验方 案吗？
现有药剂可供选用：Ca（OH）2溶液、 NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。
工业上还常用硫酸铝，聚合铝， 硫酸亚铁，硫酸铁等作混凝剂。
3
【演示实验】 1．烧杯1中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾（FeSO4•7H2O）， 搅拌后静置。 2．烧杯2中盛有浑浊的井水，加入适量NaOH溶液，使溶液的 pH达到9左右，然后加入一些FeSO4•7H2O ，搅拌后静置。 3．烧杯3中盛有浑浊的井水，加入一些Fe2(SO4)3 ，搅拌后静 置
7
1）天然水的分类：
硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水； 软水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、
Mg2＋的水叫做软水。
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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药剂法——具有永久硬度的水可采用药剂法。
药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂， 与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、 Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的 目的。
常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业 锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方 法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。
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【科学探究】
有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有 MgCl2和CaCl2，你能设计出软化水的实验方 案吗？
现有药剂可供选用：Ca（OH）2溶液、 NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。
工业上还常用硫酸铝，聚合铝， 硫酸亚铁，硫酸铁等作混凝剂。
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【演示实验】 1．烧杯1中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾（FeSO4•7H2O）， 搅拌后静置。 2．烧杯2中盛有浑浊的井水，加入适量NaOH溶液，使溶液的 pH达到9左右，然后加入一些FeSO4•7H2O ，搅拌后静置。 3．烧杯3中盛有浑浊的井水，加入一些Fe2(SO4)3 ，搅拌后静 置
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1）天然水的分类：
硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水； 软水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、
Mg2＋的水叫做软水。
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。
高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.1 获取洁净的水课件4 新人教版选修2.pptx
△
加热法，反应原理为:Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，
△
△
Mg(HCO3)2=====MgCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2↓＋CO2↑。
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。
• 交换容量和原水硬度以及再生水平有 关，影响因素较多。
离子交换树脂
优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。
20
离子交换树脂
按结构分：Biblioteka 交换剂本体离子交换树脂
按类型分：
交换基团
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）
21
离子交换树脂
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
•
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
15
离子交换柱
硬水
离子交换剂 离子交换柱
软水
16
交换过程
钠离子 镁离子或 钙离子
磺化煤 颗粒
17
再生 再生： 用8％～10％的食盐水浸泡
磺化煤交换剂。 交换并非是无止境的。
CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+ 当交换后的水不再符合软水的标准时， MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+
肥皂水法：
种类
硬水
软水
现象 泡沫少，有大量浮渣 有大量泡沫，无浮渣
结论 可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂
加热法，反应原理为:Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，
△
△
Mg(HCO3)2=====MgCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2↓＋CO2↑。
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。
• 交换容量和原水硬度以及再生水平有 关，影响因素较多。
离子交换树脂
优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。
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离子交换树脂
按结构分：Biblioteka 交换剂本体离子交换树脂
按类型分：
交换基团
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）
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离子交换树脂
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
•
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
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离子交换柱
硬水
离子交换剂 离子交换柱
软水
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交换过程
钠离子 镁离子或 钙离子
磺化煤 颗粒
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再生 再生： 用8％～10％的食盐水浸泡
磺化煤交换剂。 交换并非是无止境的。
CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+ 当交换后的水不再符合软水的标准时， MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+
肥皂水法：
种类
硬水
软水
现象 泡沫少，有大量浮渣 有大量泡沫，无浮渣
结论 可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂
高中化学人教版选修2课件：2.1 获取洁净的水
重点难点突破
典型例题剖析
随堂练习巩固
一
二
三
(4)获取生活用水。 混凝剂难以清除溶解于水中的有机物、无机盐和微生物。获取生活用 水的一般过程:混凝沉淀 过滤 杀菌。
自主思考: 天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质。你能举出几种在家中 就能杀灭水中细菌的简单方法吗? 提示: 加热、加消毒剂、紫外线照射等。
-7-
学习目标导航
情景思考导入
基础知识梳理
重点难点突破
典型例题剖析
随堂练习巩固
一
二
三
自主思考: 如何区分硬水和软水? 提示: 可用两种方法。 ①加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉淀产生的是 硬水。 ②加入饱和 Na2CO3 溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的是硬水。
-8-
学习目标导航
-4-
学习目标导航
情景思考导入
基础知识梳理
重点难点突破
典型例题剖析
随堂练习巩固
一
二
三
一、天然水的净化
1.混凝法 (1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀, 然后过滤除去的方法。 (2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、 硫酸铁等。 (3)明矾净水原理。 明矾在水中发生电离:KAl(SO4)2 K++Al3++2 SO4 ; Al(OH)3+3H+。
-14-
学习目标导航
情景思考导入
基础知识梳理
22-
-13-
学习目标导航
情景思考导入
基础知识梳理
重点难点突破
典型例题剖析
随堂练习巩固
一
二
人教版高中化学选修2《化学与技术》第二单元第一课题《获取洁净的水》第一课时PPT课件
课堂练习
BD
C D
D 活性炭
6、下列混合物可用过滤方法来分离的是（ A、D ）
A、水和二氧化锰
C、酒精和水
B、铁粉和铜粉
D、泥沙和食盐水
7、能除去河水中的可溶性杂质的方法是（ B、C） A、沉淀 B、蒸馏 C、吸附 D、过滤 8、下列净化水的操作过程中，一定发生化学变化过程的 B ） 是（ A、沉淀 A、静置 B、消毒 B、吸附 C、过滤 C、过滤 D、蒸馏 9、下列净化的操作，净化程度最高的是（
Al ＋3H2O
Fe ＋3H2O
3＋
3＋
Al(OH)3＋3H
Fe(OH)3＋3H
＋
＋
生活中的问题：
1. 有些地区的井水、河水或泉水洗衣 服，放很多肥皂粉，衣服仍洗不干 净，为什么？ 2.我们家里烧水的壶用久了内壁通常 有一层水垢，这是怎么形成的呢？
2、化学软化法
（1）、硬水和软水的定义：
硬水：含有较多可溶性钙、镁离子化合物的水。 软水：不含或含较少可溶性钙、镁离子化合物的水。 暂时硬度:水的硬度是由钙、镁离子的碳酸氢盐所引起 的硬度。 永久硬度:水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物等所引 起的硬度
一、天然水的净化 1.混凝法：
原理：加入一种混凝剂（如：明矾、 铁盐、亚铁盐），使水中细 小的悬浮物 质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀， 然后过滤除去。
明矾能溶于水 明矾具有净水作用 硫酸铝具有净水作用 硫酸钾没有净水作用 氯化铝具有净水作用 铝离子
1、明矾、铁盐或亚铁盐为什么能 净化水？ 分别写出明矾、铁盐净化 水的离子反应方程式 。
§2-1
获取洁净的水
洪永军
洪永军
可溶的杂质
微生物: 细菌 不可溶的杂质
高中人教版化学选修2课件：第2单元 课题1 获取纯净的水18张ppt
§2-1 获取洁净的水
水为什么要净化？
天然水在自然循环过程中与大气和土壤不断地接触， 必然会混入很多种杂质。这些杂质有的悬浮在水中，有 的溶解在水中，还有的以胶状粒子分散在水中。为了获 得符合不同标准(指工业生产或生活方面)的水，必须对 水进行处理，以除掉水中的一些杂质。
本节课的学习目标
• 了解自来水的净化原理 • 了解沉淀、过滤、吸附、蒸馏等常用的物 理或化学净水的常用方法----混凝法和化学 软化法
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3 组就可以了，记忆效率也会大大提高。
学习知识的能力 （学习新知识 速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
水为什么要净化？
天然水在自然循环过程中与大气和土壤不断地接触， 必然会混入很多种杂质。这些杂质有的悬浮在水中，有 的溶解在水中，还有的以胶状粒子分散在水中。为了获 得符合不同标准(指工业生产或生活方面)的水，必须对 水进行处理，以除掉水中的一些杂质。
本节课的学习目标
• 了解自来水的净化原理 • 了解沉淀、过滤、吸附、蒸馏等常用的物 理或化学净水的常用方法----混凝法和化学 软化法
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3 组就可以了，记忆效率也会大大提高。
学习知识的能力 （学习新知识 速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
2.1 获取洁净的水 课件(人教版选修2)
极为有害，它能使人体血液中的血红蛋白变性不能再与氧
气结合，造成人体缺氧。亚硝酸盐也能使人体血压下降， 严重时可引起虚脱。现代医学证明，亚硝酸盐还是一种强 烈的致癌物质，所以蒸锅水不能喝。
自主探究
精要解读
实验探究
要点一
|
水的净化
1．基本流程
常用的混凝剂有：明矾、Al2(SO4)3、FeSO4、聚合铝等。
自主探究 精要解读 实验探究
笃学三
污水处理
物理法、_______ 生物法 和_______ 化学法 污水处理的技术很多，可分为______ 一级 、_____ 二级 、_____ 三级 。 等。根据污水处理的程度又分为_____ 1．污水处理的常用方法 重金属离子沉淀 法等。 酸碱中和 法、_______________ 常见方法有_________ (1)中和法 中和 法处理。常用_______ 熟石灰 处 ①对酸性或碱性废水，可用_____ 硫酸或CO2 处理碱性废水。 理酸性废水；用__________
自主探究
精要解读
实验探究
△ 其原理为：Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋CO2↑＋H2O； △ Mg(HCO3)2=====MgCO3↓＋CO2↑＋H2O， 继续煮沸时，MgCO3 可转化为更难溶的 Mg(OH)2： △ MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2↓＋CO2↑。
(2)药剂法(石灰纯碱法)
②农业生产中农药、化肥施
④工业生产中废液、废
【慎思5】 城市自来水以天然水为水源，你能简要说明获取自
来水的过程吗？
提示 天然水→自然沉降、过滤→加入混凝剂→沉降过滤 →加入消毒剂→自来水
自主探究
精要解读
实验探究
【慎思6】 如何区别硬水和软水？ 提示 ①加入肥皂水振荡，有大量泡沫产生的为软水，泡 沫很少且有沉淀产生的是硬水。
人教化学选修2第2单元1获取洁净的水(共25张PPT)
浓硫酸处理后的产物 钠离子可以交换水中的钙镁离子
2020/3/29
巴东县第三高级中学
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交换
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
2020/3/29
巴东县第三高级中学
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离子交换柱
硬水
离子交换剂 离子交换柱
软水
2020/3/29
巴东县第三高级中学
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2020/3/29
结论 可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂
2020/3/29
巴东县第三高级中学
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硬水与软水的区别
2020/3/29
巴东县第三高级中 蒸发皿底部有白色固体 蒸发皿底部无或很少固体 结论 可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢
具有暂时硬度的水：水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的。常用软化方法为加热法，反应 原理为 Ca(HCO3)2==△===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，
2020/3/29
巴东县第三高级中学
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2020/3/29
水质变化
水质变化：思考回忆：经 原水过水硬离质度子有降交什低么换变的化水？， 阴离子基本不变
钠离子数目大大增加
交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
巴东县第三高级中学
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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。
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2、化学软化法
（1）、硬水和软水的定义：
高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题1 获取洁净的水 第1课时课件 新人教版选修2.pptx
a.常用化学药剂有纯碱和生石灰等,其原理可表示为:
除 Ca2+:Ca2++CO32除 Mg2+:CaO+H2O
CaCO3↓; Ca(OH)2;
Mg2++2OH- Mg(OH)2↓。
b.离子交换法软化水的过程可表示为:
除 Ca2+:2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+;
除 Mg2+:2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+。
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典题例解 【例 1】 某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源 水处理成自来水的工艺流程示意图如下:
(1)源水中含 Ca2+、Mg2+、HCO3- 、Cl-等,加入 CaO 后生成 Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的
离子方程式: 。
(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是
5
预习交流 1 (1)铁盐的水解反应与铝盐相似,你能写出 Fe3+水解的离子方程 式吗? 提示:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。 (2)天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质,请你举出几种在家 中能杀灭水中细菌的简单方法。 提示:对少量水通常用加热煮沸法来杀菌消毒,对大量水多采用 强氧化剂氧化法进行杀菌消毒,如漂白粉、“84”消毒液等。
(填写下列各项的序号)。
①只有物理过程,无化学过程
②只有化学过程,无物理过程
③既有化学过程又有物理过程
FeSO4·7H2O 是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉
淀,则这种沉淀是 。
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(3)通入二氧化碳的目的是
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Hg2++S2- HgS↓。
一二三
自主思考:为什么用 Na2S 除去 Hg2+的同时,也能将水中所含的 Pb2+、Cu2+ 等重金属离子除去?(用离子方程式表示) 提示:Pb2++S2- PbS↓ Cu2++S2- CuS↓
一二三
三、海水淡化
海水淡化常用的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏 法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。
MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑
一二
②药剂法。 a.药剂:常用的化学药剂有纯碱、生石灰等;工业锅炉用水还常用磷酸 盐处理。 b.适用范围:降低水的暂时硬度和永久硬度。 c.用石灰法软化硬水时,常和纯碱一起使用,目的是用纯碱除去过量的 石灰,工业上称为石灰纯碱法,其基本原理为: 首先加入石灰乳[Ca(OH)2]: Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3↓+2H2O
一二三
自主思考:如何区分硬水和软水? 提示:可用两种方法。 ①加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉淀产生的是 硬水。 ②加入饱和 Na2CO3 溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的是硬水。
一二三
二、污水处理
1.污水处理方法 主要有物理法、生物法和化学法等。 2.处理工业废水常用的化学方法 (1)中和法。 钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水可用熟石灰中和; 造纸厂等产生的碱性废水可用 H2SO4 或 CO2 中和。 (2)沉淀法。 对于含有 Hg2+的废水,可向其中加入 Na2S,离子方程式为
①Al(OH)3 在水中以絮状的胶体形式存在,Al(OH)3 胶体粒子带正电,水 中的胶体杂质一般带负电,通过电性吸引作用,使胶体杂质聚沉。
②Al(OH)3 胶体有较大的表面积,能吸附水中悬浮的杂质。
一二三
(4)获取生活用水。 混凝剂难以清除溶解于水中的有机物、无机盐和微生物。获取生活用 水的一般过程:混凝沉淀 过滤 杀菌。 自主思考:天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质。你能举出几种在家中 就能杀灭水中细菌的简单方法吗? 提示:加热、加消毒剂、紫外线照射等。
一二
(2)硬水的软化方法。 ①加热法(适用于降低水的暂时硬度)。 具有暂时硬度的水,经加热煮沸可使其软化,使其碳酸氢盐转化为难溶 的碳酸盐。其中值得注意的是:煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况 下生成更难溶解的 Mg(OH)2。 Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O
2NaR+Ca2+ 2NaR+Mg2+
CaR2+2Na+ MgR2+2Na+
一二
2.化学软化法 (1)天然水中的可溶性杂质。 ①无机盐类:通常含有 Ca2+、Mg2+等阳离子和 HCO3- 、CO32-、SO42-、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+较少。 ②有机物类。 ③气体:如氧气、二氧化碳、二氧化硫等。
一二三
2.化学软化法 (1)天然水可分为硬水和软水。 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。 (2)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度。 ①暂时硬度:水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的。 ②永久硬度:水的硬度是由钙和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。 (3)硬水软化的方法。 ①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化。 ②具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。常用化学 药剂有纯碱和生石灰等。
第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
1.了解天然水净化的方法,掌握其化学原理。 2.了解污水处理的方法,掌握其化学原理。 3.知道化学在水处理中的应用和意义。
全球半数以上住院患者染病与污水相关,并且每年有很多人死于与水 相关的疾病。因此,世界各国应加大投入,不仅注重水资源数量,更要提高质 量,推动全社会形成关心水、亲近水、爱护水、节约水的良好风尚。
一二
一、天然水的净化
1.混凝法 FeSO4·7H2O 净水原理:FeSO4·7H2O 溶于水得 Fe2+(aq)
Fe3+(aq) Fe(OH)3,使水中的胶体杂质聚沉,同时吸附一些悬浮物而沉降, 获得符合不同质量标准的水。
Fe(OH)2 溶解度较大,混凝效果不好,应将 Fe2+氧化成 Fe3+,水解 得到 Fe(OH)3。
(1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀,
然后过滤除去的方法。
(2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、
硫酸铁等。
(3)明矾净水原理。 明矾在水中发生电离:KAl(SO4)2
K++Al3++2 SO42-;
Al3+发生水解反应的化学方程式:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。
二
③离子交换法。
a.原理:
离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子
与水中的 Ca2+、Mg2+发生离子交换作用,使水软化。其工艺流程如下图所
示。图中的离子交换剂是一种树脂,它是不溶于水但能与溶液中相同电性
离子进行交换的有机高分子电解质,常用 NaR、HR 等表示。发生的反应
如下:
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
MgCl2+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(OH)2↓(将由镁离子引起的硬度转化
为由钙离子引起的硬度)
一二
然后再加入纯碱(Na2CO3): Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
思考:地球实际上是个“水球”,水资源丰富,那么,我们为什么还要节约用水 呢? 答案:地球表面面积约 74%被液态和固态水所覆盖。其中淡水约(含盐量小 于 0.1%)占全球总水量的 2.5%;咸水(含盐量超过 0.1%)约占全球总水量的 97.5%。我国是一个严重缺水的国家。
一二三
一、天然水的净化
1.混凝法
一二三
自主思考:为什么用 Na2S 除去 Hg2+的同时,也能将水中所含的 Pb2+、Cu2+ 等重金属离子除去?(用离子方程式表示) 提示:Pb2++S2- PbS↓ Cu2++S2- CuS↓
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三、海水淡化
海水淡化常用的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏 法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。
MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑
一二
②药剂法。 a.药剂:常用的化学药剂有纯碱、生石灰等;工业锅炉用水还常用磷酸 盐处理。 b.适用范围:降低水的暂时硬度和永久硬度。 c.用石灰法软化硬水时,常和纯碱一起使用,目的是用纯碱除去过量的 石灰,工业上称为石灰纯碱法,其基本原理为: 首先加入石灰乳[Ca(OH)2]: Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3↓+2H2O
一二三
自主思考:如何区分硬水和软水? 提示:可用两种方法。 ①加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉淀产生的是 硬水。 ②加入饱和 Na2CO3 溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的是硬水。
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二、污水处理
1.污水处理方法 主要有物理法、生物法和化学法等。 2.处理工业废水常用的化学方法 (1)中和法。 钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水可用熟石灰中和; 造纸厂等产生的碱性废水可用 H2SO4 或 CO2 中和。 (2)沉淀法。 对于含有 Hg2+的废水,可向其中加入 Na2S,离子方程式为
①Al(OH)3 在水中以絮状的胶体形式存在,Al(OH)3 胶体粒子带正电,水 中的胶体杂质一般带负电,通过电性吸引作用,使胶体杂质聚沉。
②Al(OH)3 胶体有较大的表面积,能吸附水中悬浮的杂质。
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(4)获取生活用水。 混凝剂难以清除溶解于水中的有机物、无机盐和微生物。获取生活用 水的一般过程:混凝沉淀 过滤 杀菌。 自主思考:天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质。你能举出几种在家中 就能杀灭水中细菌的简单方法吗? 提示:加热、加消毒剂、紫外线照射等。
一二
(2)硬水的软化方法。 ①加热法(适用于降低水的暂时硬度)。 具有暂时硬度的水,经加热煮沸可使其软化,使其碳酸氢盐转化为难溶 的碳酸盐。其中值得注意的是:煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况 下生成更难溶解的 Mg(OH)2。 Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O
2NaR+Ca2+ 2NaR+Mg2+
CaR2+2Na+ MgR2+2Na+
一二
2.化学软化法 (1)天然水中的可溶性杂质。 ①无机盐类:通常含有 Ca2+、Mg2+等阳离子和 HCO3- 、CO32-、SO42-、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+较少。 ②有机物类。 ③气体:如氧气、二氧化碳、二氧化硫等。
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2.化学软化法 (1)天然水可分为硬水和软水。 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。 (2)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度。 ①暂时硬度:水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的。 ②永久硬度:水的硬度是由钙和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。 (3)硬水软化的方法。 ①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化。 ②具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。常用化学 药剂有纯碱和生石灰等。
第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
1.了解天然水净化的方法,掌握其化学原理。 2.了解污水处理的方法,掌握其化学原理。 3.知道化学在水处理中的应用和意义。
全球半数以上住院患者染病与污水相关,并且每年有很多人死于与水 相关的疾病。因此,世界各国应加大投入,不仅注重水资源数量,更要提高质 量,推动全社会形成关心水、亲近水、爱护水、节约水的良好风尚。
一二
一、天然水的净化
1.混凝法 FeSO4·7H2O 净水原理:FeSO4·7H2O 溶于水得 Fe2+(aq)
Fe3+(aq) Fe(OH)3,使水中的胶体杂质聚沉,同时吸附一些悬浮物而沉降, 获得符合不同质量标准的水。
Fe(OH)2 溶解度较大,混凝效果不好,应将 Fe2+氧化成 Fe3+,水解 得到 Fe(OH)3。
(1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀,
然后过滤除去的方法。
(2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、
硫酸铁等。
(3)明矾净水原理。 明矾在水中发生电离:KAl(SO4)2
K++Al3++2 SO42-;
Al3+发生水解反应的化学方程式:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。
二
③离子交换法。
a.原理:
离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子
与水中的 Ca2+、Mg2+发生离子交换作用,使水软化。其工艺流程如下图所
示。图中的离子交换剂是一种树脂,它是不溶于水但能与溶液中相同电性
离子进行交换的有机高分子电解质,常用 NaR、HR 等表示。发生的反应
如下:
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
MgCl2+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(OH)2↓(将由镁离子引起的硬度转化
为由钙离子引起的硬度)
一二
然后再加入纯碱(Na2CO3): Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
思考:地球实际上是个“水球”,水资源丰富,那么,我们为什么还要节约用水 呢? 答案:地球表面面积约 74%被液态和固态水所覆盖。其中淡水约(含盐量小 于 0.1%)占全球总水量的 2.5%;咸水(含盐量超过 0.1%)约占全球总水量的 97.5%。我国是一个严重缺水的国家。
一二三
一、天然水的净化
1.混凝法