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  • 2021-07-05 发布

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

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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